仿生飛鳥機器人模仿鳥類的飛行方式，可主動適應氣流環境，因而具有良好的飛行性能，能夠在軍用、警用、民用等方面發揮重要作用，應用前景十分廣闊。與傳統固定翼或旋翼無人機相比，飛鳥機器人體型小巧，質量輕，功耗低，所運行的導航和控制算法卻更復雜，對飛行控制器的體積、質量和功耗提出了嚴格的要求，另一方面，在飛行過程中，需要實時監控飛行狀態并獲取有效的監測信息，需要一套地面測控系統。基于此，本文研制仿生飛鳥機器人的嵌入式飛行控制器以及地面測控系統，滿足飛行控制和地面實時監控的需求。

　　基于對仿生飛鳥機器人應用場景的分析，確定了嵌入式飛行控制器和地面測控系統的功能需求，并基于此設計了總體框架，制定了通訊協議。嵌入式飛行控制器采集飛鳥機器人的位置、姿態、角速度、加速度、翅膀撲動頻率和尾翼角度等信息，并運行導航和控制算法。地面測控系統與嵌入式飛行控制器之間通過無線鏈路進行通信，用于對飛鳥機器人發送遙控指令，并能實時接收飛行控制器傳回的狀態數據。制定的通訊協議能夠滿足多種數據和指令傳輸、多鳥同時監控、軟件升級和維護的要求。飛行控制器在質量、體積、功耗方面進行了優化，具有小巧、輕型、低能耗的特點。

　　飛鳥機器人的傳感器主要包括一套GPS、一套H3144E芯片和兩套分別安裝于機體和尾翼終端的MPU6050，其中GPS提供經緯度和高度信息，H3144E芯片采集翅膀撲動頻率，MPU6050則提供姿態、角速度和加速度信息。嵌入式飛行控制器采用STM32處理器為核心，對上述傳感器的測量信息進行實時采集，且能對4路電機進行控制。地面面測控系統的軟件基于C#和Labview聯合開發，具有隨用隨關的多窗口控制界面，可實時顯示數據信息、繪制狀態波形，并通過3D模型動態顯示飛鳥姿態；提供5種模式的飛行控制指令，規劃飛行軌跡，并通過百度地圖顯示飛行軌跡等功能。通信上，采用具有廣播模式的Zigbee，能進行多鳥飛行的無線通信。

　　在原有樣機的基礎上，改進了飛鳥機器人的結構，提出了一種不同時到達死點的平行四邊形尾翼調節機構方案，以及可調整減速比和補償加工誤差的驅動機構方案。并制作了樣機、進行了室內和室外的實驗，驗證了嵌入式控制器、地面測控系統的功能和性能，實驗表明改進后的結構提高了飛行性能。
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