一种采用红外制导的智能飞行器设计

蔡昕翰 戴晟伟 王子浩 林凡 阮玉镇

摘 要：提出了一种空中智能姿态调整飞行器的设计方案。该方案采用STM32F4系列芯片单片机作为主控制器，飞行器的设计结合了陀螺仪、涵道、舵机、红外线传感器等器件。该飞行器具有制导能力，可在空中调整飞行姿态。

关键词：红外制导;智能姿态调整;STM32F4单片机

0 引言

本项目来源于全国大学生机器人大赛ROBOMASTER机甲大师赛中的飞行器设计。机甲大师赛以机器人射击对抗作为比赛的主要内容，在比赛中，飞行器主要是通过击打距离28 m外的目标物来获得分数，目标物上有LED红外灯珠作为飞行器视觉识别的对象，比赛要求飞行器能够在ROBOMASTER机甲大师赛官方所规定的发射口发射后，依靠水平尾翼和垂直尾翼在空中调整姿态，平稳飞行，并且飞行器需要在接近目标时，检测到目标，并及时调整姿态，然后依靠惯性，对目标物进行打击，使目标物的压力传感器检测到飞行器。

1 设计原理

作为一种具有制导能力的飞行器，需具备能够追寻目标和改变自身运动的能力。该飞行器通过控制水平尾翼和垂直尾翼来调整飞行姿态，当接近目标时，通过飞行器前头的红外传感器感受光信号，及时调整姿态，使得该飞行器能准确击中红外目标。它通过调节水平尾翼的上下摆动产生升力抵消飞行过程的翻转矩，并通过垂直尾翼的左右摆动调节飞行器的偏转方向，以实现飞行器的飞行平稳可控。

设计目标：视觉识别LED红外灯珠击打距离28 m外的目标物。……