北京靈思創(chuàng)奇科技有限公司
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產(chǎn)品型號(hào)LINKS_RT
品 牌
廠商性質(zhì)生產(chǎn)商
所 在 地北京市
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更新時(shí)間：2021-01-14 11:54:20瀏覽次數(shù)：492次
聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來自 儀表網(wǎng)| 產(chǎn)地 | 國產(chǎn) | 加工定制 | 是 |
|---|
一、產(chǎn)品概述
實(shí)時(shí)仿真機(jī)是一種嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)，具備豐富的I/O資源，并運(yùn)行嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。面向不同的應(yīng)用場(chǎng)景，我公司提供多種類型的實(shí)時(shí)仿真機(jī)供用戶選擇。
二、特征優(yōu)勢(shì)
1、支持RCP快速原型設(shè)計(jì)
實(shí)現(xiàn)用戶的Matlab/Simulink仿真模型到嵌入式控制原型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；
2、支持HIL硬件在回路測(cè)試
用戶的控制器等實(shí)物設(shè)備可以直接與Links-Box快速原型仿真器連接，動(dòng)態(tài)驗(yàn)證實(shí)物控制器性
一、平臺(tái)概述
四旋翼飛行控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是集教學(xué)與科研目的為一體的多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其在滿足日常學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，兼顧無人機(jī)平臺(tái)姿態(tài)控制、制導(dǎo)導(dǎo)航、力學(xué)等學(xué)科專業(yè)的科學(xué)研究。本平臺(tái)采用*的基于模型的設(shè)計(jì)（MBD）開發(fā)思路，可支撐控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)、模擬軟件飛行實(shí)驗(yàn)、臺(tái)架實(shí)驗(yàn)、實(shí)物飛行實(shí)驗(yàn)，具備模型編譯、下載、數(shù)據(jù)監(jiān)視記錄、后處理等完成的工具軟件，能夠幫助學(xué)生熟悉整套控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。
二、特征優(yōu)勢(shì)
1、基于模型設(shè)計(jì)（MBD）
平臺(tái)采用*的基于模型設(shè)計(jì)（MBD）的開發(fā)思路；
2、實(shí)驗(yàn)支撐
同時(shí)支持?jǐn)?shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)、模擬軟件飛行實(shí)驗(yàn)、臺(tái)架實(shí)驗(yàn)和實(shí)物飛行實(shí)驗(yàn)；
3、硬件配置
主控芯片采用功能強(qiáng)大和擴(kuò)展性強(qiáng)的芯片AM335x 1GHz ARM® Cortex-A8 processor，擁有豐富的外設(shè)資源和強(qiáng)大的運(yùn)算能力；
4、圖像處理
具備前置攝像頭，結(jié)合圖形處理芯片，完成圖像采集和實(shí)時(shí)處理；
5、控制器開發(fā)
結(jié)合基于MATLAB Simulink和ARM的快速控制原型系統(tǒng)的使用，可以快速實(shí)現(xiàn)控制器的開發(fā)，自動(dòng)代碼生成。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1、建模實(shí)驗(yàn)
?仿真實(shí)物分析實(shí)驗(yàn) ?油門響應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn) ? 數(shù)據(jù)分析建模實(shí)驗(yàn)
2、濾波實(shí)驗(yàn)
?互補(bǔ)濾波實(shí)驗(yàn) ?濾波參數(shù)對(duì)比實(shí)驗(yàn) ?卡爾曼濾波實(shí)驗(yàn)
3、姿態(tài)控制實(shí)驗(yàn)
?系統(tǒng)穩(wěn)定分析實(shí)驗(yàn) ?PID參數(shù)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn) ?矯正器設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
4、圖像跟蹤實(shí)驗(yàn)
?RGB圖像分析實(shí)驗(yàn) ?HSV圖像分析實(shí)驗(yàn) ?視覺伺服跟蹤實(shí)驗(yàn)
四、實(shí)驗(yàn)示例
1、IMU數(shù)據(jù)獲取與姿態(tài)解算
1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
?熟悉IMU傳感器基本原理； ?學(xué)習(xí)基本kalman濾波的原理和應(yīng)用。
2）實(shí)驗(yàn)原理
飛行器姿態(tài)（滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航角）測(cè)值并非直接來源于機(jī)上傳感器，而是依據(jù)姿態(tài)測(cè)量原理，由集成傳感器的原始測(cè)值經(jīng)過‘vehicle_attitude’模塊內(nèi)置姿態(tài)計(jì)算方法計(jì)算后得到。該模塊內(nèi)置了兩種姿態(tài)計(jì)算方法，基于加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)測(cè)值的默認(rèn)計(jì)算方法和擴(kuò)展卡爾曼濾波器（Extended Kalman Filter）。
姿態(tài)測(cè)量模型
3）實(shí)驗(yàn)過程
A.數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)
Step1: 直接運(yùn)行
Step2: 打開示波器，結(jié)果如下圖所示，從結(jié)果可以看出，估計(jì)值能夠很好的符合實(shí)際值。
卡爾曼數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果
B.臺(tái)架實(shí)物實(shí)驗(yàn)
Step1: 打開Simulink模型
Step2: 無人機(jī)實(shí)物上電
Step3: 編譯下載模型，上傳固件信息
Step4: 手動(dòng)擺動(dòng)四旋翼，在Simulink監(jiān)控界面觀察上傳的四旋翼姿態(tài)數(shù)據(jù)
Step5: 停止模型
Step6:關(guān)閉無人機(jī)。
2、基于顏色的綠球跟蹤實(shí)驗(yàn)
1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
?了解跟蹤控制基本原理 ?了解圖像處理基本過程 ?了解分層控制器的設(shè)計(jì)思想
2）實(shí)驗(yàn)原理
以前置相機(jī)中的綠球?yàn)楦檶?duì)象，其目的是保持綠球在圖像的中心位置（坐標(biāo)原點(diǎn)）。當(dāng)綠球在圖像中左右移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)x方向的位移，將此作為偏差輸入PID控制器產(chǎn)生一個(gè)偏航角的控制量，作為姿態(tài)控制器的期望值。當(dāng)綠球在圖像中上下移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)y軸方向的位移，將此作為偏差輸入PID控制器產(chǎn)生一個(gè)俯仰角的控制量，作為姿態(tài)控制器的期望值。經(jīng)過兩個(gè)PID控制器，將使得綠球能夠保持在圖像的中心，移動(dòng)綠球，無人機(jī)的機(jī)頭就會(huì)跟隨移動(dòng)，這就是綠球跟蹤的基本原理。
如下圖所示，綠球跟蹤控制系統(tǒng)采用分層控制思想，上層為綠球跟蹤控制器（BBB板載ARM處理器），下層為無人機(jī)姿態(tài)控制器（BBB板載GPU處理器），上層的控制器輸出作為下一層控制器的給定輸入。
綠球跟蹤控制系統(tǒng)原理圖
3）實(shí)驗(yàn)過程
Step1:打開模型
Step2:無人機(jī)實(shí)物上電
Step3:編譯下載模型，上傳固件
Step4:運(yùn)行模型
Step5:運(yùn)動(dòng)綠球，觀察無人機(jī)跟蹤情況
Step6:調(diào)整PID控制器參數(shù)，優(yōu)化跟蹤效果
Step7:停止模型
Step8:關(guān)閉無人機(jī)
4）實(shí)驗(yàn)討論：
?分層控制的設(shè)計(jì)思路和特點(diǎn) ?將顏色跟蹤改為形狀跟蹤甚至人臉跟蹤等。
五、選型配置
產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品型號(hào) | 系統(tǒng)配置 | |
四旋翼飛行控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái) | LINKS-ES-UAV-01 （基礎(chǔ)教學(xué)） | 無人機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架 | Links-UAV-MiniBench |
飛控代碼自動(dòng)化生成工具 | Links-AutoCoder-Gen | ||
飛控外設(shè)模型庫 | Links-AutoCoder-DevLib | ||
Simulnk實(shí)驗(yàn)示例包 | Links-UAV-SimulinkDemo | ||
模擬飛行軟件 | Links-UAV- Flight Software | ||
四旋翼無人機(jī)（選配） | Links-UAV- MiniRealPlane | ||
LINKS-RS-UAV-01 （教學(xué)/科研） | 無人機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架 | Links-UAV-LargeBench | |
飛控代碼自動(dòng)化生成工具 | Links-AutoCoder-Gen | ||
飛控外設(shè)模型庫 | Links-AutoCoder-DevLib | ||
Simulnk實(shí)驗(yàn)示例包 | Links-UAV-SimulinkDemo | ||
模擬飛行軟件 | Links-UAV- Flight Software | ||
四旋翼無人機(jī)（選配） | Links-UAV- LargeRealPlane | ||
六、部分用戶
?北京航空航天大學(xué) ?西北工業(yè)大學(xué) ?華東交通大學(xué) ?桂林航天工業(yè)學(xué)院 ?中南大學(xué) ?重慶大學(xué) ?南昌航空大學(xué)
?北京理工大學(xué) ?中北大學(xué) ?北京聯(lián)合大學(xué) ?臺(tái)州學(xué)院 ?濱州學(xué)院 ?滇西科技師范學(xué)院
?北京信息科技大學(xué) ?廣西大學(xué) ?西南交通大學(xué) ?*南海海洋研究所 ?哈爾濱工業(yè)大學(xué) ?中山大學(xué)珠海學(xué)院
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