本設(shè)計采用STM32主控制器，并用瑞薩芯片進行數(shù)據(jù)處理，該四翼飛行器主要由飛行控制模塊，攝像功能模塊，電源模塊，電機電調(diào)，慣性導(dǎo)航傳感器，激光等六部分組成；陀螺儀采用MPU9250模塊。飛行器的動力來源為DJI2312無刷電機，通過控制PWM的增減量實現(xiàn)電機的調(diào)速。采用光流實現(xiàn)對飛行器飛行高度的準確控制，采用攝像頭使飛行器在A區(qū)降落和識別尋找小車。通過對飛行器飛行參數(shù)采集和處理，運用相應(yīng)的控制算法，實現(xiàn)飛行器的自主飛行、懸停、降落、識別，追蹤等功能。

　　飛行控制板采用STM32作為主控芯片，主頻為8M，有浮點型計算單元，與外部通信方式有兩路串口和SPI，其中SPI用來采集慣性導(dǎo)航傳感器的數(shù)據(jù)，串口用來和光流模塊、小車數(shù)傳、電機控制板通信。

　　方案一：采用線性元器件AZ1117配合TL431A構(gòu)成穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓模塊可調(diào)節(jié)，效率高，穩(wěn)定且綜合性能好，為飛行器提供穩(wěn)定的電源輸入。

　　方案二：LM2596，功率小，效率高，具有過熱保護和限流保護功能，但輸出紋波大。

　　根據(jù)測試，選擇方案一。

　　方案一：攝像頭、光流模塊，通過光流模塊對水平面移動的檢測得出當前速度，積分得到相對位移，從而達到室內(nèi)定點的效果，光流上自帶的TOF激光測距模塊可以提供高度數(shù)據(jù)。并通過openMV視覺模塊來獲得目標點和機身的相對位移，達到跟隨的效果。

　　方案二：室內(nèi)超聲波、攝像頭，使用超聲波定位時將飛行器的YAW軸控制量鎖死，然后直接得到飛行器和場地的水平距離，從而達到定點效果，攝像頭作用同上。

　　經(jīng)過測試，超聲波定點極易受到干擾，光流模塊魯棒性較強，數(shù)據(jù)更新較快，選擇方案一。

　　該四翼飛行器主要由飛行控制模塊，攝像功能模塊，電源模塊，電機電調(diào)，慣性導(dǎo)航傳感器，激光等六部分組成，飛機外形是十字交叉型骨架，槳葉驅(qū)動電機安裝在展臂末端，并用DJI420LITE電調(diào)控制電機轉(zhuǎn)速，其余模塊均安裝在飛行器骨架中心。飛行控制板采用STM32為主控制芯片，外接MPU9250所構(gòu)成。飛機工作中飛控板采集的數(shù)據(jù)由瑞薩芯片處理后輸出串口命令到電機控制板，發(fā)送給電機控制器做出飛行姿態(tài)的調(diào)整；電源模塊為整個系統(tǒng)提供持續(xù)穩(wěn)定的電流，保證飛行器的正常工作。攝像頭和光流模塊，可以完成定點定高，識別小車等比賽要求。

　　四旋翼飛行器通過四個電機的轉(zhuǎn)速差來控制，如圖所示，旋翼1和3逆時針旋轉(zhuǎn)，旋翼2和旋翼4順時針旋轉(zhuǎn)，通過改變旋翼轉(zhuǎn)速實現(xiàn)升力變化。反向旋轉(zhuǎn)的兩組旋翼，可以平衡正向旋轉(zhuǎn)的旋翼對機身的反扭矩，保證四個旋翼轉(zhuǎn)速一致，機身不發(fā)生轉(zhuǎn)動。

　　電機1和4的轉(zhuǎn)動速度減小（增大），同時電機2和電機3的轉(zhuǎn)動速度增大（減小），產(chǎn)生向前（后）方向上的運動。同理，電機1和電機2的轉(zhuǎn)動速度減小（增大），飛行器產(chǎn)生向右（左）方向的運動。四個電機同時減小（增大）轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生向下（上）的運動。