EEDrone开源四旋翼第一代DIY制作（飞控主板+飞控IMU+飞控固件）

声明：该设计资料来源于网友eeworld-lb8820265的开源分享，仅供学习参考，不可用途商业用途。

         你是否也和我一样有这样的疑惑：论文中那么多四旋翼控制算法和姿态解算算法，为何在开源四旋翼平台中见不到？控制算法都是PID，姿态解算都是mahony和EKF。

        但现在四旋翼控制还存在很多问题，例如：抗干扰能力和鲁棒性有待继续提高，变重心变质量情况下的控制效果不佳，起飞不稳定，室内自主悬停控制不够理想，惯性导航和室内导航精度低等。可研究的内容还很多，任重而道远。会发现当仿真通过后，却找不到一个趁手的四旋翼平台进行验证。

目前适合研究的四旋翼平台：

Pixhawk功能强大，可扩展性好。但是也存在着如下的问题：

• 1. 编译复杂，开发环境不是IDE，无法在线debug
• 2. Nuttx操作系统复杂，而且实时性有待提高，传感器数据读取到最后控制输出的时间过长
• 3. 很多代码用matlab生成，不利于阅读，没有利用F4的Dsp核，效率低下，且代码结构复 杂，不利于二次开发
• 4. 数传速度低，只有1Hz，不能实时分析
• 5. IMU没有减震，需要整个飞控加减震
• 6. 修改程序到成功烧录过程繁琐，且不支持无线更新

大疆的M100和guidance是不错的开发平台，但是却主要用来开发视觉算法。控制算法和姿态解算给封装了。

其他：某宝上面的各种飞控，元器件性能低下，无操作系统，控制算法和姿态解算算法性能低，接口少，作为玩具还可以，作为科研那就呵呵了。Ascending Technologies公司的四旋翼开发平台倒是经常被各个科研院校和比赛使用，但是价格摆在那里。

因此越来越感受到拥有一个适合研究的四旋翼平台的重要性，无奈我个人的精力和能力有限，因此开贴聚拢志同道合的朋友共同学习，只有开源才能促进技术的进步。

初步设想的四旋翼具有如下的特点：

• 1. 具有先进的控制和姿态解算算法
• 2. 程序模块化设计，方便各种算法的实现
• 3. 提供Matlab仿真和理论支持
• 4. 高速数传，数据波形实时查看和分析
• 5. 高性能MCU和IMU
• 6. 优化代码，充分利用DSP核
• 7. 支持无线更新
• 8. 使用IDE编写、编译、调试和烧录
• 9. 采用简单高效的操作系统，充分减少控制延时
• 10. IMU放到有减震海绵的铝盒子里，接口形式可更换不同方案
• 11. 提供多种常见接口，也提供以太网接口，方便连接机载电脑

根据我个人的优势和技术的特点，初步确定四旋翼软硬件如下：

MCU+GPS+IMU盒子方案一：

IMU盒子方案一全部采用ST最新的高性能元器件，有现成的驱动，和Pixhawk一样采用双陀螺仪加速度计冗余设计。MCU 采用高性能F746，可以运行复杂算法。 IMU盒子方案二：

IMU盒子方案二采用ADI高性能惯性传感器和高性能气压计，满足更高性能需求。

飞控软件相关：

四旋翼飞控的主板，IMU，元器件和主控板第一代实物截图：

过一番探讨，决定第一版硬件采用三部分组成，核心版采用Nucleo F767，主板固定在机架上，IMU做成减震盒子。
主板上接口与硬件：PWM遥控接口，PPM遥控接口，8个电机控制接口，1个PWM用户接口，
3DR GPS的接口，SD卡接口，电源管理，Flash，三色LED灯，F450机架接口。
IMU上硬件与接口：LSM6DSM，LPS22HB，LSM303AGR，ICM20608，2W加热电阻，3.3V电源，14pin的排线接口。
IMU上采用了很多冗余器件，例如LSM6DSM与ICM20608功能重合，主要是为了测试性能。

说明：

EEDrone开源四旋翼从零开始详细的制作步骤，详见“相关文件”超链。