四旋翼飞行机器人的设计与制作

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四旋翼飞行机器人的设计与制作Four-rotor flying robot design

and production

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摘要

四旋翼飞行机器人它拥有着四个可以旋转的旋翼，属于多旋翼飞行机器人。四旋翼飞行机器人具有着两组对称着分布的旋翼。它是控制着两组对称的旋翼转动速度，而不是机械结构来完成着各种各样的飞行举动行为。四旋翼飞行机器人是一种外型新颖、功能优越的可以垂直起降的飞行机器人，结构简单、没有机械结构、飞行比较平稳方便。然而可以应用在人类无法接触到的一些复杂恶劣的环境当中去。在很多行业都有涉及到了，比如遥感勘测、军事侦察、喷洒农药、实时监控中，四旋翼飞行机器人及多旋翼飞行机器人已经得到了很广阔的应用在各个方面，并且也形成了相关产业。四旋翼飞行机器人还具有飞行姿态控制过程复杂、非线性控制、控制数量多等这些特性。

此次课题在综合了四旋翼飞行机器人的现状、技术与应用的基础之上，为了完成四旋翼飞行机器人造价低造型微的原则，按照它的数学模型以及控制系统的功能要求，完成了四旋翼飞行机器人的飞行姿态控制、姿态数据的获取和飞行姿态解算于MCU上。硬件上使用的是stm32系列STM32F103C8T6 32位处理器作为主控制器负责分析处理数据，依照姿态运算得出来的结果，输出电机的控制信号；采用场效应管驱动电路来驱动的心杯电机；检测姿态信息的惯性测量单元mcu-6050传感器模块用途；负责沟通实施飞行数据分析PC 机与蓝牙模块。整个的软件和硬件系统基此处于模块化设计的思想之上。传感器数据使用的通用数字接口和数据在飞行机器人各传感器采集到的交流和沟通。基于软件之上，飞行姿态控制软件的编写，在单片机上完成quaternion法和卡尔曼滤波算法，并把正确的姿态角也解算出来。姿态角的闭环控制也可以使用控制进行，稳住了飞行姿态。这次所设计的四旋翼飞行机器人可以很好的达到稳定飞行状态，并且抗震能力强。飞行姿态控制算法可完美完成使四旋翼飞行机器人稳定的飞行。

关键词 :四旋翼飞行机器人；姿态控制算法；飞行控制系统；滤波；

Abstract

Four-rotor flying robot which has a four rotatable rotor, are multi-rotor flying robot. Four-rotor flying robot with two symmetrical distribution of the rotor. It is to control the rotational speed of the rotor two symmetrical, rather than mechanical structure to accomplish a variety of flight doings. Four-rotor flying robot is a novel appearance, superior functions can VTOL flying robots, simple structure, no mechanical structure, convenient flight is relatively stable. However, it is used in humans can not come into contact with some of the complex and harsh environments were to go. In many industries we have involved, such as telemetry, military reconnaissance, spraying pesticides, real-time monitoring, four-rotor flying robot and multi-rotor flying robot has been a very broad application in various aspects, and also formed the related industries. Four-rotor flying robot also has the attitude control process is complex, nonlinear control, quantity control more of these characteristics.

The subject of the present situation is a mix of technology and application of four-rotor flying robot above, in order to complete the four-rotor flying robot principles of low cost small shape, according to the functional requirements of its mathematical models and control systems, completed a four-rotor Attitude control flying robots, attitude and flight data acquisition attitude solution to the MCU. Use the hardware is stm32 series STM32F103C8T6 32-bit processor is responsible for data analysis and processing as the main controller, the result was out of operation in accordance with the attitude control signal output of the motor; with FET drive circuit to drive the hearts of the cup motor; detecting posture mcu-6050 inertial measurement unit sensor module uses information; responsible for the implementation of flight data analysis communication between PC and Bluetooth module. The entire software and hardware systems in the above basic idea of modular design. Universal Digital Interface and data sensor data used in flying robots each sensor to the exchange and communication. Based on the software, attitude control writing software, complete quaternion and Kalman filtering algorithms on the microcontroller, and the right attitude angle is also solving it. Closed-loop control attitude angle control can also be used, to stabilize the flight attitude. The design of the four-rotor flying robot can be a good stable flight, and seismic capability. Attitude control algorithm can complete a perfect four-rotor flying robot to make stable flight.

Keywords Four-rotor flying robot attitude control algorithm flight control system extended Kalman filter

目录

摘要................................................................................................................................................ II Abstract ......................................................................................................................................... III 1.绪论 (1)

1.1选题背景 (1)

1.2.国内与国外分析情况探究 (3)

1.3 四旋翼飞行机器人在技术上存在的问题和其突出点 (4)

1.3.1 四旋翼飞行机器人它有哪些突出点 (4)

1.3.2 四旋翼飞行机器人的技术难点 (5)

1.4小结 (5)

2.四旋翼飞行机器人的基本概况和它的剖析算法 (7)

2.1飞行机器人基本概况 (7)

2.2四旋翼飞行机器人的航姿 (11)

2.3滤波..................................................................................................... 错误！未定义书签。

2.3.1卡尔曼滤波.................................................................................. 错误！未定义书签。

2.3.2互补滤波算法.............................................................................. 错误！未定义书签。

3.四旋翼飞行机器人的软硬件系统架构................................................... 错误！未定义书签。

3.1硬件结构框图..................................................................................... 错误！未定义书签。

3.2硬件设计............................................................................................. 错误！未定义书签。

3.2.1飞行控制器.................................................................................. 错误！未定义书签。

3.2.2电调.............................................................................................. 错误！未定义书签。

3.2.3无刷电机...................................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.4电池.............................................................................................. 错误！未定义书签。

3.3软件框图及基本原理......................................................................... 错误！未定义书签。

4.飞行器的软件研究................................................................................... 错误！未定义书签。

4.1原始化的过程..................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2quaternion及它的姿态解算的算法................................................. 错误！未定义书签。

4.2.1quaternion运算及quaternion转欧拉角................................ 错误！未定义书签。

4.2.2quaternion运算流程.................................................................. 错误！未定义书签。

4.3 PID的计算方法和它的参数控制..................................................... 错误！未定义书签。

4.3.1 PID算法的基本理论.................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.2四旋翼飞行机器人的调节基本理论.......................................... 错误！未定义书签。

4.3.3四旋翼飞行机器人参数的整合.................................................. 错误！未定义书签。

4.4本章小结............................................................................................. 错误！未定义书签。

5.总结 (11)

致谢 (12)

参考文献 (13)

1.绪论

1.1选题背景

四旋翼飞行机器人也叫做为四旋翼直升机，有着四个旋桨十字交叉飞行机器人。四旋翼飞行机器人是微型飞行机器人的其中一种。它采用一四转子发动机的飞行引擎，其体积比较小，重量又比较轻，所以我们可以很容易的携带，和无人飞行机器人的使用可以携带有效载荷，它还有着具备自主导航飞行能力。

作为一个有着飞行的稳定性，它可任意角度灵活的飞行机器人运动，它在我们的生活中越来越广泛的被应用，帮我们解决了许多麻烦。随着传感器技术和控制理论的发展进步，特别是微电子技术和未加工技术的逐步成熟，我们的四旋翼飞行机器人的自主飞行控制所能完成的，并成为国际研究的热点之一，因为它的功用还有许多没有被发掘出来，还需要更卖力的研究中。

四旋翼飞行机器人作为一种有代表性的飞行机器人[1]，它具有体积小，重量还比较轻，结构简单、性能可靠、飞行稳定的特点。因为四旋翼飞行机器人在国外好几百年前就有过它们的身影，它们在机械设计方面是不会有任何瑕疵的，和一些普通的飞行机器人相对面起来靠谱的多得多了，还有一点就是它们能够做到一些生物没有办法去的地方，并且可以探索研究发现，去帮助人类更好的发展[2]，让我们的生活水平更进一步。

我国当前四旋翼飞行机器人在很多方面派上了用场：

第一：携带

由于四旋翼飞行机器人的体形上的优势，还有它能在空中平稳的飞行，并且能放些有用的东西在它上面，比如说-微型摄影设备，它能在带着东西的情况下还能能坚持飞行很久很久。和老式的要人看好了才能控制好的飞行机器人比较起来已经有了很大的提高，不仅安全还能方便好多。

第二：监视

四旋翼飞行机器人能配备监控设备来侦查和监控一定范围，像火灾、军事侦查或犯罪现场监控等。四旋翼飞行机器人在未来的军队里面肯定也会运用到。

第三：代替

四旋翼飞行机器人能够帮人类分担许多烦恼，节省很多劳动力，让人们可以同时做的其他事情，简单方便。比如说可以代替人去勘察一些地方，我们只需要等待结果就好了，这样就不用浪费时间再跑来跑去了。我们只要下达一个指令就能让飞行机器人代替人类喷农药也将变成当代四旋翼飞行机器人商业运用的一个重头[3]。

在不久的将来世界里，相信肯定会普及四旋翼飞行机器人，因为它的作用就像是给人类带来了一双隐形的小翅膀！让我们看下过去到现在的四旋翼飞行机器人把！研究情况如下图：

图1-1 1907研制的四轴飞行器

图1-2 1932年的四旋翼飞行器

图1-3 2000年的四旋翼飞行机器人

图1-4 2009年的四旋翼飞行机器人

1.2.国内与国外分析情况探究

1.2.1国内四旋翼飞行机器人的分析情况探究

在国内四旋翼飞行机器人的研究已经发展起来，因为我们投入的人力资源比较多，为了更好的发展我们的高科技。很多的公司将四旋翼飞行机器人等多轴飞行机器人扩展到商业当中去了，这样不仅带来了商机，也方便了人们的生活一举两得地好事。现在主要的问题就是探究：

（1）机械上的电机和电池在未来的影响

前面两三年，我们发展的电机技术也越来越好了，已经跟上了时代的潮流。然后现在基本上都是用的无刷电机于飞行机器人身上。我们需要的地方也很多，可以很大层次的提高飞行机器人的动力，让它的作用发挥在最大程度，并且使得它明显增强了一个档次，这样就可以让无刷电机更为广泛地使用。然而飞行机器人的电池可能会用燃料电池，它能给

飞行机器人提供源源不断的飞行能力。我们的生活已经离不开它了。这也是现在用的最普遍的电机和电池，可以让它的效益更高[4]。

（2）四旋翼飞行机器人和它的飞行姿态

四周飞行机器人的麻烦的地方就在于它的飞行姿态的演算，这也是一个技术上的关键之处，研究人员都在想方设法攻克这方面的技术难点。因为飞行机器人的旋翼普遍在两个以上，大多数是偶数个数，所以在这方面的操控要求就远远的比普通飞行机器人要麻烦的多，大家都在寻找有没有更好的办法！我们还在深入研究，飞行姿态的数学建模就是在这个基础上经行研究发展的。现在的quaternion理论还有级联惯性导航还有好多好多的理论等待着我们来探索发现，并将它们带入到生活中去[5]。

（3）传感器的适用

中国和外国的研究人员现在都在努力的研究新的传感器技术，因为这也是一个难点之一，要利用这些模块微小型化的特点，而且精度要高，使得多轴飞行机器人的体积越来越微。机架御用新的材料如碳纤维等材料，要确保飞行机器人的质量到达标准的那样，自身轻的情况下又要保准能够载的起需要的外设呗，因为种种矛盾因素，更重要是的它的持续时间。这样才有它的利用价值。

1.2.2 国外四旋翼飞行机器人的探索研究情况分析

现在，在外国的主要问题也是飞行控制系统上的问题，已经投入更多的人员、资源在这方面。他们也想要攻克这方面的研究问题，为了自己的国家的前景着想，也是做足了充分的准备来面对这个飞行控制系统上的问题。国外还研究四旋翼飞行机器人在脱离遥控的情况之下还能自主飞行的设备探究[6]。差不过大家都处在于同一起跑线。

1.3 四旋翼飞行机器人在技术上存在的问题和其突出点

1.3.1 四旋翼飞行机器人它有哪些突出点

平稳的飞行能力是四旋翼飞行机器人最大的优点，因为它有自身的优势，但是还有更为突出的就是它能做各种各样的3D动作，各种各样的炫酷姿势，各种耍帅，让人羡慕不已。这也是飞行器本身的特点。它的机械结构也是比较简单的，容易上手，只要想做的话，是很容易做出来的。它的体型可以做的很小很小，这也是它的优点之一，许多机器由于它的庞大体型，完成很多不能完成的，然而体型微小的优势在飞行机器人身上就体现出来了。最近几年国内外陆陆续续开始玩飞行机器人的人越来越多，对喜欢玩航拍的朋友们是一大重要的利器。还能广泛的用作商业用途，如航拍婚纱摄影、载重的打农药等等。还能被用于快递行业，来送偏远地区的快递，简化人工成本。在不停探索的道路上，会发现更多的突出点，来满足人类的需求，帮助我们的生活更上一个档次。

1.3.2 四旋翼飞行机器人的技术难点

（1）一般的我们选择陀螺仪传感器为四旋翼飞行机器人的主要的姿态传感器，因为这里有它的好处，但是这里还会有一个比较大的问题就是，一旦它飞行时间长了，那么就会出现这种传感器的误差就会比较大，同时可能还会有温度飘逸的情况出现。需要考虑到累计误差的消除在于陀螺仪进行物体姿态检测。在本次设计的飞行机器人中，我们选择的accelerometer计都非常的敏感、飞行过程中由于有上面因素的影响，零件就会产生相当大的变化速度，带飞行过程中，四旋翼飞行机器人会产生大量的噪音和整栋，accelerometer计就是在这种环境下采集了相关的数据。，这样的数据如果直接采用会有相当大的误差，这样我们就需要在飞行姿态控制的系统中，将accelerometer计采集的数据想办法，比如数据滤波的算法，把数据要进行融合，从而达到排除噪声的效果，将陀螺仪和accelerometer计的数据得到，从而获取正确的姿态数据。

（2）飞行机器人上有几个旋翼就要有几个控制输入，我们所设计的飞行机器人由于是四旋翼的，所以我们在设计的过程就就要4个控制输入[7]。和一般的飞行机器人比起来需要控制的旋翼变多，产生的数据也会增加、数据增加，需要运算的数据也会增加、还有上面有提及的干扰大等问题，所以本次设计比一般直升机复杂得多的飞行控制系统软件。

（3）一般的四旋翼飞行机器人在飞行过程中需要受到很多自身还有外界因素的影响，比如飞行机器人自己的硬件、飞行机器人自己的软件，飞行机器人自身机体结构。当然这还只是内部的情况，还有飞行当天天气的原因，比如当天的气流是否稳定，当天风速有多大等等。本次，我们所设计的飞行机器人是四旋翼飞行机器人，他比一般的飞行机器人要多几个旋翼，旋翼的增加带动机器人上电机的增加，从而使得飞行机器人本身的震动加大，这个时候，飞行机器人本身一些数据的变化由于受到震动带来的影响，一般的伴随的是增大的噪声和震动，还用一个更大的影响就是电机发出的磁场，刚才说了由于旋翼数量较多，电动机带来的磁场影响也会增大，而磁场所带来的就是阻碍电子罗盘模块的工作，正常测量数据的工作也可能会发生较大偏差。会造成一定的影响误差数据。

1.4小结

我们这次设计的主要内容就是，采用经济实惠，也是市面上比较常见的mcu微系统板。通过它，我们来设计相关的内容，还有弄懂其中的相关原理。一般的，包括以下几个内容最常用的运动姿态传感器模块系统；机架也要用最简单的构造；无线通信模块等，通过它们设计出一个简单的四旋翼飞行机器人。本次设计我们还需要对滤波的情况进行一个研究运算，还有数据的一些融合在一起的算法等，我们就是利用mcu的转动理论概念来进行运算的，与此同时，这其中还包涵了飞行姿态需要的运算情况。而飞行姿态所需要的运算情况，包括了很大一部分数据，这包括了两个主要的传感器，它们分别是accelerometer和

陀螺仪。当然，正确的数据需要飞行机器人在正确的飞行姿态获取。mcu会将相关的数据进行计算。进行研究演算过后，mcu在反过来控制飞行机器人的四个电机还有反馈相关的姿态数据。根据相关的地理位置，控制好正确的飞行姿态，并控制好。这就是控制四旋翼飞行机器人进行稳定飞行的相关系统。

相关难点：

（1）上面提到，我们这次运用的传感器主要有两个，一个是accelerometer，一个是陀螺仪。这两个传感器得到的数据分别是角加速度和accelerometer。有必要研究演算这两个数据，从而得出我们需要的欧拉角。

由于运算量比较大，所以我们演算过程比较复杂，一般的欧拉角我们不会直接算出来的，哪怕是花时间去处理，都需要很长的事件且速度非常慢。在这里，我们采用相对简便的quaternion算法来解决这个问题。一般的是将accelerometer和角accelerometer这两个数据进行合成，然后我们才能够得出这个欧拉角。这样的演算情况，我们只有在转换版进行所以相对于而言还是比较复杂的情况。

（2）上面我们提到了欧拉角的计算方法，经过演算，是将两种数据先进行运算在转化成为我们所需要的数据。得到欧拉角的数据后，我们还要经过一些复杂的过程，所以还不能直接输出需要对欧拉角进行滤波和整合，这样做的原因是，最大化的去减少由各种因素造成陀螺仪积累的的误差。这样可以让得到的输出数据相对准确。

姿态数据在本次设计中也是比较重要的，算法也有一些复杂的。首先我们需要运用卡尔曼滤波算法，在进行四元次算法，然后将两次算法的数据进行相加。然后在运用三轴的accelerometer计以及陀螺仪对上面所得出的结果采取滤波、整合的方法。最后，我们就可以将上面的两个数据合成为欧拉角，这些欧拉角就是相对合理的飞行姿态数据。

（3）上面得到飞行姿态数据，我们需要和飞行机器人停止工作的飞行姿态数据进行对比，通过研究表明数据，这样我们就得到了偏差量。得到了有效的保障，这时候得到的偏差值，我们就可以用来控制飞行机器人，得出来的数据也有一定的可靠性，飞行机器人达到平稳的飞行状态是通过PID控制来达到满足这样的要求的。

此次研究课题在完成四旋翼飞行机器人通用化微型化的基本原理上达到的，我们反复模拟研究过，通过比较上面提到的相关方法，飞行机器人在飞行状态中可以通过自身的调整达到相当平稳的状态，然而只需要我们控制好它的状态就好了。这就是我们所需要。

2.四旋翼飞行机器人的基本概况和它的剖析算法

2.1飞行机器人基本概况

一般来说，旋翼飞行机器人依靠的旋翼的旋转产生的升力来提供飞行的扭矩力的，我们此次设计的四旋翼飞行机器人基本上也是依靠的这个原理，当然，我们用了四个旋翼。现实生活中我们能看到直升机是有一个旋翼加一个尾翼的，因为当尾翼不存在的时候，直升机的旋翼在旋转的过程中不仅产生升力，还有一个反方向的扭矩力，这个时候直升机的机身也会随着旋翼的转动而转动，无法稳定飞行，这就是自旋，而尾翼的存在就解决了这个问题。我们这次设计的四旋翼飞行机器人，当四个旋翼同时旋转时，其中一个旋翼产生的扭矩力就会被另外一个旋翼给抵消，剩下的两个也是同样的，这样，上文所说的自旋问题就不会出现在我们所设计的飞行机器人身上了。通过研究发现表明四旋翼飞行机器人可以进行转动或者平移运动在机体的三个轴上，然而在每个轴向上都有两个自由度。所以我们得它有六种基本的飞行情况[8]。接下来让我们看看它到底有着怎么样的运动：第一个就是升降：在下图中，四旋翼飞行机器人在Z轴方向的上方向和下方向运动其实就是升降运动。那么我们是怎样让飞行机器人实现升降的状态呢?首先我们知道为飞行机器人提供升力的是四个旋翼，这样我们就可以得到飞行器的情况了，当我们让一个静止的飞行机器人的四个旋翼同时开始工作时，飞行机器人就会产生一个向上的升力。当这个升力大于飞行机器人自身的重量的时候，飞行机器人就会升降。研究发现上升力越大，飞行机器人上升的速度就会越快。通过观察得知这个升力就是由旋翼旋转的速度决定的。同样的，在上升或者飞行机器人在空中处于静止状态时，我们把升力慢慢减小，也就是将四

个旋翼的旋转速度同时的放慢，这样子做的话，飞行机器人就会做下降的运动了。还有，当飞行机器人上升过程当中，我们让提供给它的上升力和它自身的重量相同时，这是飞行机器人就处于静止状态。如下图：

图2-1四旋翼飞行机器人运动状况

第二个就是俯仰：看下图中，打个比方说X轴箭头的代表了飞行机器人正在朝着这个方向飞行，自然而然的会有一个旋翼下降，一个旋翼上升，这就是俯仰。观测表明在下图中，它表达的是飞行机器人的仰举的行为，途中，左右两个旋翼是不动的、这个不动也包含了转速，前面一个旋翼它的动作是因为增大了旋翼的转速。研究情况发现控制飞行机器人前后方向上的两个电机的速率可以完成俯仰举动行为。飞行机器人的前进和后退举动行为实质上还会收到俯仰举动行为影响。如下图：

图2-2四旋翼飞行机器人运动状况

第三个就是滚转：看下图，和上面一个俯仰运动的状态差不多，研究表明只不过是让X轴方向的旋翼持续的加速，使得飞行机器人以左右两个旋翼为中心进行旋转。所以得出一个结论就是飞行机器人的左移和右移举动行为其实还是会受到滚转运动情况而发生变化的。如下图：

图2-3四旋翼飞行机器人的运动状况

第四个就是自旋：看下图，这个运动轨迹是飞行机器人本身以它自己的机身作为坐标原点在上方自行转动的事件。打个比方说如果是一个飞旋翼的飞行机器人，它在转动的过程中旋翼就会对飞行机器人的反方向运动。所以关于旋翼的数量都是偶数，还是对称的。然后在运动的过程间，旋翼正转、反转产生的反扭矩就能过互相中和了。这个自转的最主要原因就是因为转速不一样，从而导致扭矩不一样的结局。看下图，以机身为中心，两组对称的飞旋翼，其中一组的转动速度提高，同一时刻让另一组的转动速度降低到相同量的转动速度，自转运动就是这样做到的。如下图：

图2-4四旋翼飞行机器人的运动状况

第五个就是平移：看下图，我们设X的指向是它向前面运动的目地，那么X的后面就是Y,向Y运动的目地，要达到前面运动到后面，后面运动到前面的动作，就要给飞行器增加一些力道，让它的机身感受到震动，才能达到让它前后平移的动作。看下图，其中一个电机转动的速度变慢，而对称的那边的电机转速变快，它的原理本质就是滚珠。一边降低，另一边升高，导致机身变得有点斜着，这样就能让机体朝着理想的方向平移过去了。如下图：

图2-5四旋翼飞行机器人的运动状况

2.2四旋翼飞行机器人的航姿

2.2.1四旋翼飞行机器人飞行姿态角的定义

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5.总结

通过反复的的设计研究探索，这一次要是把这个做出来的四旋翼飞行机器人运行起来，它应该可以达到理想的状态，并能够顺利的飞行起来，在这次的设计上最关键的就是

要把它微型化，还要让它能在未来的世界里普及化，还有一点就是它的飞行姿态控制算法还在研究房中，争取更上一层楼，谈谈主要的任务。

1.在硬件方面的问题及解决，我们本着基本思路就是为了微型化，来构建一个基于飞行机器人控制演算的空间，可以用来做各种试验，比如说调试的特点。基于这么多准备工作之下，我们用了很多相关重要的作为飞行机器人的主要部分，而在飞行机器人的外型选择上我们可以灵活运用硬件模块，因为这个是前面做的铺垫充足！

2、为了达到抵消干扰和出现的错误，我们还研究了飞行机器人在什么样的情况之下能够达到平衡状态。在幵源软硬件架构下，研究了四旋翼飞行机器人平稳姿态控制算法的完成此课题主要的任务是在上完成四旋翼飞行机器人飞行姿态控制系统的完成。我们通过对于姿态传感器测得的accelerometer和角速度读取，通过使用quaternion法将accelerometer和角速度运算得出四旋翼飞行机器人的姿态角即欧拉角，再通过卡尔曼滤波将得出的欧拉角与原先的角速度进行融合和滤波，研究中想办法来消除干扰和累积误差，通过不断的努力，我们获得了正确的姿态角，让它能在空中平衡的飞行。

3、飞行机器人的外形的设计，它的材料的选取，还有考虑到其他不利因素的影响，选择价格适中，质量过硬材料才做它的外形。

4、研究了四旋翼飞行机器人的飞行调试情况。

在研究的测试平台上，我们采用了自制平衡木平台来对四旋翼飞行机器人进行参数测试和调整，主要用以调试飞行机器人的参数。

软件方面，我们通过研究表明使用上位机软件，研究得到获取飞行机器人的实际飞行姿态的数据，再放到需要用到的计算里面使用。

这次课题探索发现，飞行机器人需要微型化、通用化。研究并讨论了数据滤波融合的两种种算法，完成了quaternion和互补滤波算法，研究出需要的数据。经过不懈的努力成功完成了四旋翼飞行机器人姿态的自主稳定。为今后多轴飞行机器人的设计和研究创新提供了基本原理。由于时间紧迫，并未做到四旋翼飞行机器人的无需人工遥控的自主飞行控制以及定高定点等功能，这些也是今后努力的方向。

致谢

参考文献

[1] 杨庆华.四旋翼飞行机器人建模、控制与仿真[A].海军航空工程学院学报.2009年05期

[2] 李俊.具有公共安全功能的四旋翼飞行机器人的研究[D].中国计量学院学报，2013年06期

[3] 李继宇.四旋翼飞行机器人农田位置信息采集平台设计与实验[J].

[4] 祝彬.国外超高长航时无人机发展分析[R].中国航天，2013年11期

[5] 周漠.四旋翼飞行机器人的自适应单神经元PID控制研究[J].军事通信技术，2013年03期

[6] 林林.基于协同机制的多无人机任务规划研究[D].北京邮电大学，2013年12期

[7] 董龙雷.四旋翼飞行机器人的地面效应分析[A].第八届中国CAE工程分析技术年会暨2012全国计算机辅助工程（CAE)技术与应用高级研讨会论文集，2012年7月1日

[8] 钟丽娜.基于磁传感器的四旋翼飞行机器人自主导航设计[A].重庆理工大学学报，2013年12期