创新创业教育项目结题验收登记表

1、创新创业教育项目结题验收登记表项目名称基于Mul t i wi i的开源四轴多旋翼飞行器推荐院系/部门物联网技术学院项目主持人信息（学生）院系物联网技术学院姓名卫万成联系电要指导教姓名邱晓荣师信息联系电话1 361 61 751 18填表日期2015年5月29日创新创业教育办公室 制项目名称基于Multiwii的开源四轴多旋翼飞行器项目类型（V）创新训练（）创业训练研究期限项目起始时间：2014年5月计划完成时间：2015年5月实际完成时间：2015年5月项目负责人及成员姓名班级学号联系电话项目分工卫万成物联网31241304012412118352564389总负责

2、技术攻关、编码实现等费科程电子商务31331417013310913151003884总负责系统调研、进度控制等吴佳伟物联网31241304012412218352564357参与系统调研、软硬件技术攻关 和编码实现、文档资料整理张天盈物联网31241304012412818352564360参与系统调研、软硬件技术攻关 和编码实现、文档资料整理丁中正物联网31241304012410418352564391参与系统调研、软硬件技术攻关 和编码实现、文档资料整理指 导 教 师姓名专业技术职务承担的工作邱晓荣讲师对学生进行算法原理、控制理论方面的指导黄越讲师在创新优化方面给予一定的方向指引。一、

3、项目实施情况（请就研究目标、研究过程、研究成果、研究心得作全面总结，2000字以内）：（1）项目研究目标1） 购头电子兀器件，实际动手拾建一个基于Multiwii的四轴多旋翼飞仃器2）通过飞行试验重点研究和分析四轴多旋翼飞行器的工作原理和主控芯片算法3）在理解飞行原理和简单算法的基础上，通过创新思维和分工协作从硬件模块和软件 算法上对该基于Multiwii的开源四轴多旋翼飞行器进行优化升级，促进该类型四轴飞行器 的研究和发展。（2）研究过程1）2014年5月-2014年8月：资料收集，文档阅读，方案设计与论证，关键技术攻 关（Arduino、Multiwii 等），硬件组装。2）2014年9月

4、-2014年11月：做出1套四轴多旋翼飞行器实体模型，通过软件编程与调测实现飞行器的基本功能，学生基于前期工作撰写1篇科研论文并由正式期刊录用。3）2014年12月-2015年2月：进一步研究、分析和改进飞行器软硬件设备的主要功 能和实现方法，撰写1份基于Multiwii飞行控制器源码的说明书，撰写1份四轴多旋翼飞 行器软硬件配置及使用方法的说明书，申报 1个实用新型或软件著作权专利。4）2015年3月-2015年5月：前期由学生撰写的1篇省级以上正式期刊论文正式见 刊发表、前期由学生申报的1个实用新型或软件著作权专利获批，完成项目创新总结报告1 份。（3）研究成果1. 四轴多旋翼飞行器实体模

5、型1套。2. 基于Multiwii飞行控制器的源码及相关说明书1份。3. 四轴多旋翼飞行器软硬件配置及使用方法说明书1份。4. 撰写1篇科研论文，并在省级以上正式期刊录用发表。5. 申报实用新型或软件著作权专利1个。6. 项目创新总结报告1份。（4）研究心得课题研究的飞行器属于四轴旋翼飞行器，飞行器安装过程中难以保证绝对平衡状态， 导致飞行器稳定性极差，飞行姿态比较难以控制，主要面临的技术有：1）空气动力学。旋翼是一个发散的系统，微型四轴飞行器拥有四个螺旋桨，并且四 个螺旋桨之间间距较小，互相存在扰动影响，为四轴飞行器的动力学分析提出了难题，很 难建立精确的空气动力学模型；微型飞行器在飞行过程

6、中，层流起主要作用，受飞行环境 自然风力因素影响较大，易产生意想不到的飞行气流作用。与二维机翼相比，三维机翼缺 少可用数据进行分析，机翼承载力与惯性较小，需要采用全三维的空气动力学分析方法进 行分析。2）飞行姿态稳定控制及快速响应能力。四轴螺旋桨互相影响、体积较小、结构安装 不能完全对称，飞行速度低等因素，严重影响飞行器飞行姿态稳定性，加之自然环境风力 影响，为确保飞行器长时间稳定飞行，对飞行器姿态解算及快速响应能力提出了更高的要 求。（3）飞行动力。飞行器对自身重量有一定要求，整体重量较轻能获得更好的飞行姿态 与更长飞行时间。同时飞行器载重较小，不能够携带过重电源，又需要保证一定长飞行时 间

7、，对电池要求比较严格，需要采用高密度电源。现在一般采用高密度低重量聚合物锂电 池作为飞行器电力供应。虽然，陀螺仪和加速度计能够有助于飞行器的平稳，但是受到周 围环境的影响，飞的没有想象的那么美好。之后，还加入了gps高空定位和wifi远程操控功能，使飞行器更具有现代化的气息。二、项目创新点与特色：通过动手实践，此项目可以让我们学习并掌握以下特色内容：（1）对四轴多旋翼飞行器的飞行原理和特技原理在算法层面上有一定的了解和掌握， 并能做初步地探讨。（2） 通过四轴多旋翼飞行器的制作，进一步理解并掌握世界主流的Arduino开源电子 原型平台。（3）在做出四轴多旋翼飞行器实物的基础上，可以为后续物联

8、网典型应用搭建一个研 究与测试平台。（例如对动态影像分析实验、传感网节点协同实验等）。（4）如果前期进展顺利的话，后期可在四轴多旋翼飞行器上搭载相关传感器，从而服 务于其他领域，比如大气成分检测、狭小环境探测等。三、项目成果：1. 公开发表论文（1 ）篇2. 专利（1 ）项3. 调查报告（）份4. 软件、著作（）份5. 实物（1 ）件6. 竞赛获奖（）次7. 其它项目主要研究成果情况序 号成果名称（获奖名称及等级）成果 形式作者 （获奖者）出版社、发表刊 物或颁奖单位时间 （刊期）1基于Multiwii的开源四轴飞行器论文费科程等电脑知识与技术2014.102一种大气温湿度监测四轴飞行器 （已

9、申报）实用 新型卫万成等国家知识产权局2015.3345四、研究体会和心得（500字以内）：四轴飞行器有着特殊的结构，属于旋翼类飞行器，在军事、工业及民用领域均有广阔 前景。固定翼飞行器需要通过控制螺旋桨浆距以完成不同飞行动作，与固定翼飞行器不同的是，四轴飞行器仅仅调整四个螺旋桨不同转速即可完成各种飞行动作，且有着极高的灵敏度。通过设置不同系统参数，还可实现对飞行器稳定性及反应灵敏度进行灵活控制，满足各种应用场合不同需求。由于本人水平有限，对飞行器空气动力学方面知识未作深入研究，且未扩展更多传感器， 使飞行器更加智能化。设计中采用了最新硬件微处理器及传感器芯片， 优化了姿态融合算法， 初步完成

10、基本飞行动作。仍存在一些不足之处需要进一步研究与改进：（1）PID控制器参数可反复多次试验，不断优化调整，得到更加满意效果；（2）本设计完成基本飞行动作，设计更加复杂与灵活飞行动作，并提高稳定性；（3）飞行器飞行环境不确定性，受外部环境影响较大，需设计实验考虑外部因素影响；（4）增设更多外部传感器，实现飞行器全自主飞行。从长远的角度来看，我觉得目前飞行器均采用螺旋桨式驱动， 受外部环境影响较大，尤 其风力影响，因此采用新型驱动方式可实现更加增强飞行器适用范围，也非常必要。目前已经有研究机构采用喷气式驱动飞行器。作虚 日弄疋 月 耐 年 哋 各 3员 使 成 费 他 经 其 组 匕 目 対 项O 土寸 组我况甘 B目情 项 假?口昔W标因 日 X目。型nTft月 吐汁如 辭 年 W 性和完 战 W 目期 冊 等 冬项按 指 用新本为O , .5 士口 z4 o 经 肥价血究 鸡 是刘冇、 昕 皿重卅完 、崑备项 施O具于同 实 站，利关 织 k术有相 组m技，助 的 原尖确帮 目 幵、明并 项 仆精工荐 括 白、分推 包VH高、&l