基于ARM的无人搜救机

王云龙 夏继强

摘要

飞行器自发明以来，无论是在军事领域还是在人民的生活出行上都扮演着重要的角色。近年来，随着微型处理器的发展，一些基于ARM芯片的小型无人机也开始得到迅速发展，这种小型的无人机由于体积小便于携带，所以在一些灾区的救援以及人员的搜寻上发挥着巨大的作用。

【关键词】ARM无人机 救援 搜寻

1研究背景

在一些地方狭小，大型机械以及人员无法快速抵达的地方，无人机可以代替人们完成救援物资的运输以及失踪人员的搜寻，而基于ARM芯片的无人机由于其是开源的其可扩展性相对于其他的无人机更高，可以根据不同的救援需求可搭载不同的功能模块，如可以在ARM无人机上挂载摄像头模块进行灾害发生的前期灾情探查等。

2设计原理

2.1设计思路

本设计使用STM32F407作为飞行器的主控芯片，通过集成陀螺仪，加速度计以及磁力计的MPU9250作为飞行器姿态检测，使用好盈无刷电调以及无刷电机作为动力输出，3S航模锂电池作为飞行能源的供应，富斯遥控器作为飞行控制，而STM32F407拥有丰富的外部资源如CAN总线接口，spi接口IIC接口和网络接口以及众多的引脚，可以为不同的需求挂载不同的功能模塊，

2.2设计说明

在经过上面的描述后下面对设计作品做一个详细的制作说明。

关于主控与整体结构：

主控采用主频达到168M的STM32F407ZET6，并具有带有DSP和FPU（Float Point Unit浮点运算单元）指令。高达l MB的闪存（Flash），增加了以太网MAC和各种外设的接口，满足各种救援设备的搭载。四轴采用的是九轴的运动传感器MPU9250，内部集成了陀螺仪，加速度计以及电子罗盘，其对飞行器的姿态采集与解算如图3。

使用F450其体积大重量轻使得整个飞行器的载重量得到提升在救援时可以载重更多的救援物资，使用三轴云台可以使搭载的设备360度旋转，在进行救援任务的时候可以无死角的进行观察与搜寻。富斯的九通道遥控器可以完全控制四轴飞行和其搭载的设备。

3创新特色

本设计采用大容量的STM32F407由于其丰富的外设管脚可以在四周的云台上搭载各种救援搜寻设备，而三轴的云台也为这些设备提供了360度的搜寻角度，并且大容量的航模电池也为无人机的续航提供了保障，无刷电机以及60A的电调也为四周的负载提供了保障，由于主控的丰富外设接口解决了传统的无人救援机只能完成一个功能的缺点。为在不同的就与那环境下的使用提供保障。

4应用前景

我们可以想象一下在未来，当某个地方发生了灾害之后，而进行救援的部队又不能及时的进入灾区进行了解情况，这个时候可以使用ARM无人机搭载全地形扫面仪进入灾区进行灾情的探查为救援部队的进入提供快捷的路径。

在灾害发生后大型机械无法抵达的地方灾区人民需要救援物资的时候可以使用此款无人机进行物资的输送，相对于传统的无人机可以运送更多的物资，并且在失踪人员的搜寻上可以搭载红外热成像仪来进行搜寻，当搜到人之后发送定位，以便救援的快速有效进行。

参考文献

[1]乔维维.四旋翼飞行器飞行控制系统的研究与仿真[D].太原：中北大学，2012.

[2]宋丽君，秦永元.MEMS加速度计的六位置测试法[D].西安：西北工业大学，2009.

[3]KiamHeongAng， Cregory Chong， StudentMember， IEEE， and Yun Li， Member，IEEE. PID Control System Analysis，Design，

and Technology [J] .IEEETransactions on Energy Conversion，2005，13 （4）： 559-574.