基于ARM的無人搜救機(jī)

王云龍 夏繼強(qiáng)

摘要

飛行器自發(fā)明以來，無論是在軍事領(lǐng)域還是在人民的生活出行上都扮演著重要的角色。近年來，隨著微型處理器的發(fā)展，一些基于ARM芯片的小型無人機(jī)也開始得到迅速發(fā)展，這種小型的無人機(jī)由于體積小便于攜帶，所以在一些災(zāi)區(qū)的救援以及人員的搜尋上發(fā)揮著巨大的作用。

【關(guān)鍵詞】ARM無人機(jī) 救援 搜尋

1研究背景

在一些地方狹小，大型機(jī)械以及人員無法快速抵達(dá)的地方，無人機(jī)可以代替人們完成救援物資的運(yùn)輸以及失蹤人員的搜尋，而基于ARM芯片的無人機(jī)由于其是開源的其可擴(kuò)展性相對于其他的無人機(jī)更高，可以根據(jù)不同的救援需求可搭載不同的功能模塊，如可以在ARM無人機(jī)上掛載攝像頭模塊進(jìn)行災(zāi)害發(fā)生的前期災(zāi)情探查等。

2設(shè)計原理

2.1設(shè)計思路

本設(shè)計使用STM32F407作為飛行器的主控芯片，通過集成陀螺儀，加速度計以及磁力計的MPU9250作為飛行器姿態(tài)檢測，使用好盈無刷電調(diào)以及無刷電機(jī)作為動力輸出，3S航模鋰電池作為飛行能源的供應(yīng)，富斯遙控器作為飛行控制，而STM32F407擁有豐富的外部資源如CAN總線接口，spi接口IIC接口和網(wǎng)絡(luò)接口以及眾多的引腳，可以為不同的需求掛載不同的功能模塊，

2.2設(shè)計說明

在經(jīng)過上面的描述后下面對設(shè)計作品做一個詳細(xì)的制作說明。

關(guān)于主控與整體結(jié)構(gòu)：

主控采用主頻達(dá)到168M的STM32F407ZET6，并具有帶有DSP和FPU（Float Point Unit浮點運(yùn)算單元）指令。高達(dá)l MB的閃存（Flash），增加了以太網(wǎng)MAC和各種外設(shè)的接口，滿足各種救援設(shè)備的搭載。四軸采用的是九軸的運(yùn)動傳感器MPU9250，內(nèi)部集成了陀螺儀，加速度計以及電子羅盤，其對飛行器的姿態(tài)采集與解算如圖3。

使用F450其體積大重量輕使得整個飛行器的載重量得到提升在救援時可以載重更多的救援物資，使用三軸云臺可以使搭載的設(shè)備360度旋轉(zhuǎn)，在進(jìn)行救援任務(wù)的時候可以無死角的進(jìn)行觀察與搜尋。富斯的九通道遙控器可以完全控制四軸飛行和其搭載的設(shè)備。

3創(chuàng)新特色

本設(shè)計采用大容量的STM32F407由于其豐富的外設(shè)管腳可以在四周的云臺上搭載各種救援搜尋設(shè)備，而三軸的云臺也為這些設(shè)備提供了360度的搜尋角度，并且大容量的航模電池也為無人機(jī)的續(xù)航提供了保障，無刷電機(jī)以及60A的電調(diào)也為四周的負(fù)載提供了保障，由于主控的豐富外設(shè)接口解決了傳統(tǒng)的無人救援機(jī)只能完成一個功能的缺點。為在不同的就與那環(huán)境下的使用提供保障。

4應(yīng)用前景

我們可以想象一下在未來，當(dāng)某個地方發(fā)生了災(zāi)害之后，而進(jìn)行救援的部隊又不能及時的進(jìn)入災(zāi)區(qū)進(jìn)行了解情況，這個時候可以使用ARM無人機(jī)搭載全地形掃面儀進(jìn)入災(zāi)區(qū)進(jìn)行災(zāi)情的探查為救援部隊的進(jìn)入提供快捷的路徑。

在災(zāi)害發(fā)生后大型機(jī)械無法抵達(dá)的地方災(zāi)區(qū)人民需要救援物資的時候可以使用此款無人機(jī)進(jìn)行物資的輸送，相對于傳統(tǒng)的無人機(jī)可以運(yùn)送更多的物資，并且在失蹤人員的搜尋上可以搭載紅外熱成像儀來進(jìn)行搜尋，當(dāng)搜到人之后發(fā)送定位，以便救援的快速有效進(jìn)行。

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