En Un Chye, A V Levenets

(太平洋国立大学 自动化与系统工程系，哈巴罗夫斯克 哈巴罗夫斯克 999081)

0 引言

uC/OS-Ⅲ是由Micro开发的一个可升级、可固化的嵌入式实时性内核，该内核在II的基础上又升级了一步，它对任务的个数支持无限。并且它是一个基于优先级的、具有可剥夺性的实时性内核，在最大程度上保证了系统任务的实时性。这个小巧的系统支持现代实时内核所期望的大部分功能，例如资源管理、同步、任务通信等。将四旋翼的控制系统搭载上uC/OS-Ⅲ，为软件平台的设计和扩展提供了极大的便利。为后续的任务扩展创造了基础框架，开发人员可以像开发Windows程序一样专注于API的实现，而不用设计底层的编写。

1 总体设计方案

本设计主要包括硬件和软件两部分。其中，硬件设计中包含机械结构的设计。四旋翼的结构主要分为两种,通常根据姿态传感器放置位置分为X型和十字型。X型的X轴和Y轴与陀螺仪的X轴和Y轴构成45度夹角，而十字形的X轴Y轴与陀螺仪的X轴Y轴重合。X型结构的飞行器自由度多，控制难；十字形则自由度相对较少，但控制简单。如图1所示为本次设计中采用的机械结构。

硬件电路的搭建主要采用了以STM32F103单片机为核心结合惯性测量传感器和其他辅助传感器作为此次设计的硬件平台。硬件平台主要负责信息的采集和为四旋翼的控制系统包括uC/OS-Ⅲ提供一个运行的平台。如图2所示为硬件的方案设计。

图1 机械结构实物图

图2 整体系统框架

在此硬件平台的基础上，结合搭建底层操作系统，将飞行器的控制算法和扩展应用加入其中，即完成了本次的软件结构的设计。……