1. 研究目的与意义（文献综述）

当前国内外对海拔高度测量的主耍方式有三种：利用gps的海拔高度测量，采用机械的海拔高度测量仪和运用气压传感器来测量海拔高度。近年来，全球定位系统gps在定位领域越来越广泛。采用gps的海拔高度测量精度能够满足实际要求，但成本比较高；并且在gps信号接收状况良好时，能够实现全球范围内的实时定位，但是在封闭的高楼内以及高架桥下等环境中，gps卫星的信号容易被遮挡，导致定位精度大大降低。机械的海拔高度测量仪因体积大携带不够方便而适用范围不广。随着传感器技术的不断发展，利用基于微机电系统mems(micro electrome-chanical system)技术的传感器实现高度测算已经成为一种研究趋势，采用这种方法可以弥补gps定位时信号被遮挡的缺点。

无人机相对于载人飞机具有重量小、耗资少、更强的机动性、以及更为重要的一点让飞行员远离危险等优势，特别适合用于低空危险区域的监视与测控，进入设有严密防护的战场或者各种灾难现场，收集各种地理或者位置信息，甚至进行攻击。但它也存在着许多的劣势，比如更易受到干扰，所以在电磁兼容方面要做到足够优秀，才能更稳定地进行飞行任务，还有的就是它行动具有滞后性，因为控制信息数据的传播有时间的滞后，导致它无法像载人飞机一样第一时间做出准确的判断。所以无人机的发展要通过更为高新的技术研发来克服它的劣势，这样才能发挥它所具有的优势。虽说无人机技术的某些缺陷尚未克服，但这丝毫不影响它在民用、军用上的广泛应用。四旋翼无人机凭借其良好的悬停能力、能垂直起降、机身轻巧对称、空气动力学和运动学模型简单等特点成为了近年来的研究热点。高度测量单元是四旋翼无人机上的一个核心设备,担负着为无人机飞行控制系统提供实时、可靠的飞行高度测量数据的重任,是实现其广泛应用的基础和关键。

一个完善的高度测量系统对四旋翼无人机控制方法的研究和应用有很大的帮助。无人机传感器系统相当于无人机的眼睛，是指挥无人机自主飞行的数据来源，其重要性可见一斑。因此，传感器数据测量的准确性、实时性对无人机的自主控制效果有很大的影响，可以说是使得无人机飞行达到要求指标的关键因素。由于四旋翼无人机载荷较轻,对高度测量单元质量限制较为严格,因此,气压计以具有体积小、功耗低、测量准确度高、响应时间短、可靠性好、测量范围广的特点成为了高度测量系统的核心器件,并在四旋翼无人机上得到广泛使用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1硬件部分

本系统硬件由bmp085气压传感器模块、stm32f103-rct6微处理器、电源等部分组成。

bmp085是德国bosch公司生产的一款低功耗、高精度的mems数字气压传感器。它由电阻式压力传感器、a/d转换器和带有e2prom的控制单元组成，控制单元通过总线与移动设备的微处理器连接。e2prom中存储了11个校准参数，这11个校准参数涉及到参考温度下的零点漂移、零点漂移的温度系数以及灵敏度的温度系数等，用于对气压值进行温度补偿。bmp085气压传感器模块通过总线将未经补偿的气压值和温度值传送给stm32f103rct6微处理器，微处理器对数据进行补偿后，再将气压、高度等数据通过串口输出到pc上，并在pc上显示。

3. 研究计划与安排

第1周：选定毕业设计题目，并查找相关资料；

第1~3周：查找资料；撰写开题报告；；

第4周：根据系统框架确定设计方案；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 吴永亮，王田苗，梁建宏等.微小型无人机三轴磁强计现场误差校正方法.航空学报 , 2011年02期
[2]冀亮,钱正洪,白茹.基于四元数的四轴无人机姿态的估计和控制.现代电子技术 , 2015年11期
[3]彭程.共轴八旋翼无人飞行器姿态与航迹跟踪控制研究.博士学位论文.吉林大学.2015
[4]侯凯宇,刘庆元,鹿星亮.低成本sins/gps组合导航系统方案.传感器世界 , 2016年08期
[5]zheng王健，承龙，李智等。基于自适应模糊pid的四旋翼飞行器悬停控制.桂林电子科技大学学报 , 2016年05期
[6]房建成,张霄.小型无人机自动驾驶仪技术.中国惯性技术学报 ,2007年06期

[7]林冰洋. 无人机传感器数据采集与处理[d]. 华南理工大学, 2014.

[8]谷新宇. 微小型无人机飞行控制系统的设计与实现[d]. 国防科学技术大学, 2010.