基于树莓派和Python的无人机机械手爪控制系统设计.docx

?

?

基于树莓派和Python的无人机机械手爪控制系统设计

?

?

摘要：介绍无人机利用树莓派和飞控系统的硬件结合，采用Python语言进行编程，完成无人机机械手爪控制系统设计，该系统不需复杂的硬件接线和编程便能完成无人机手爪的控制，并能根据设定时间值或视觉系统采集到的数值进行手爪打开和闭合控制，从而实现智能化控制的目的。

关键词：树莓派;Python语言;手爪控制

中图分类号：TP39文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2021.02.013

本文著录格式：覃小慰.基于树莓派和Python的无人机机械手爪控制系统设计[J].软件，2021，42（02）：044-045+051

DesignofUAVPawControlSystemBasedonRaspberryPiandPython

QINXiaowei

（GuangxiAdvancedTechnicalSchoolofScienceandCommerce，Liuzhou?Guangxi?545000）

【Abstract】：Flightcontrolsystemoftheunmannedaerialvehicle（uav）usingtheraspberrypieandcombinationofhardware，usingthePythonprogramminglanguage，completetheuavsgrippercontrolsystemdesign，thesystemdoesnotneedcomplexhardwarewiringandprogrammingcancompletecontrolofunmannedaerialvehicle（uav）gripper，andcanaccordingtothesettimevalueorcollectedinthevisualsystemnumericalcontrolthegripperopeningandclosing，soastorealizethepurposeofintelligentcontrol.

【Keywords】：raspberrypi;thepythonlanguage;grippercontrol

在一些救援過程中，因限制于环境影响，只能采取空投的方式将救援物资传送到投放地或传送给受灾人员。传统的空投方式住住是借助直升机开展，通过直升机搭载物资进行高空投放。然而，采用直升机投放物资的方式成本高且易受环境影响，在对地情况不明的情况下进行投放也易对地面人员造成伤害。本无人机机械手爪控制系统具有稳定性好、精度高，适用于在不同的场合抓取不同的物品。

1系统结构组成

无人机手爪控制系统主要由RaspberryPi（树莓派[1]）、Pixhawk飞控、机械手爪、机架、螺旋桨、无刷电机、电子调速器、电池、遥控器、接收机、GPS和图传数传组成。由程序员采用Python语言编写无人机控制程序并存入RaspberryPi（树莓派），无人机在电源开启后，程序在RaspberryPi（树莓派）中经过运算输出控制信号给Pixhawk飞控，Pixhawk飞控按照RaspberryPi（树莓派）传过来的信号去控制电调、舵机、灯光等设备。

2硬件构成

2.1RaspberryPi4

RaspberryPi（中文译名“树莓派”）由注册于英国的慈善组织RaspberryPi基金会开发，Eben·Upton/埃·厄普顿为项目带头人。RaspberryPi又称卡片式电脑，外形只有信用卡大小，却具有电脑的所有基本功能。

RaspberryPi4（树莓派4代）是一款性价比高、体积小的可编程迷你计算机，被誉为世界上最流行最便宜的小型电脑，Linux操作系统。树莓派4代基于BCM2711构建，完全重新实现了28nm的BCM283X，采用更1.5GHz4核64位ARMCortex-A72CPU内核取代Cortex-A53，内存有1GB、2GB、4GBLPDDR4SDRAM三个版本可选，蓝牙5.0，从而使性能较树莓派3B+提高了2到4倍。

2.2Pixhawk飞控

DS18B20是采用TO-92形式封装的数字温度传感器，接线引脚为3个，温度测量范围为-55℃～+125℃，测温分辨率达0.0625℃，工作状态可为无外部电源供电和外部电源供电两种模式，使用时可单片和多片并联。DS18B20只需一根单线与单片机进行双向通信，占用微处理器端口少，温度测量模块DS