宋锐++刘宏立++李和平

摘 要：文章介绍了MEMS姿态传感器在控制飞行器中的应用研究。首先介绍了无人控制飞行器系统，以STM32F407VGT6（ARM Cortex-M4）处理器为控制核心，利用MEMS姿态传感器为姿态检测模块，通过PC端应用软件系统规划行驶路径，同时辅以4G无线传输GPS地理位置定位、实现飞行器的地理位置反馈和环境监控，通过对比仿真对照ANP控制器和PID控制器的试验结果，试验表明：ANP控制器比PID控制器在飞行器的应用中使得系统性能更稳定，精度更高。

关键词：MEMS姿态传感器 ANP控制 PID控制器 无人驾驶飞行器

中图分类号：TP334.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（c）-0008-03

开发无人驾驶的微型飞行器，对危险领域进行探测和搜救即可减少伤害的发生。在微型飞行器的研究方面，目前欧美等发达国家远远走在全球的前列，且成功研究了固定翼式、旋翼式和扑翼式各类微型飞行器，我国高校和研究所虽然也开始展开了相关研究，但在救灾减灾方面研究极少。监控室的监控人员事先规划路线通过4G无线传输对飞行器实现实时路径导航和无线控制，当飞行器到达灾后现场上空时，通过所携带的摄像头和环境传感器采集将图像资料和环境参数无线传输给监控室，给现场决策提供帮助。

1 硬件设计

1.1 系统结构

系统硬件主要由姿态解算MEMS器件AHRS（Attitude and Heading Reference System）、控制系统（ARM Cortex-M4处理器、环境监控系统、GPS导航系统、智能相机系统及4G传输系统）构成。

主控制芯片选用STM32F407VGT6，采用ARM32-bitCortex?-M4内核，通过STM32内部的PLL，处理器最高运行主频为168 MHz，较强的DSP处理能力在姿态算法上可以保证较高的精度和较快的响应速度[1]。……