| 题名 | 宜人化旋翼飞行机器人地面站设计与实现 |
| 作者 | 王启久 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-06-03 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 韩建达 |
| 关键词 | 航空仪表 电子地图 无线数据传输 Qt/Embedded FIR |
| 其他题名 | The Design and Implementation of User-friendly Ground Station of Rotary Wing Unmanned Aerial Vehicle |
| 学位专业 | 模式识别与智能系统 |
| 中文摘要 | 无人机，指无机载作业人员即可飞行的一类飞行器。因为无人机生存能力强，效费比高，使用方便，功能多样，能有效降低战争中人员伤亡而受到广泛重视，目前各国都在竞相发展无人机技术。旋翼无人机作为一类特殊的无人机，能够完成普通固定翼无人机无法完成的机动动作如低空低速巡航、定点悬停、垂直起降、协调转弯等，因此在军用领域和民用领域都得到广泛应用。实际应用的无人机系统除了无人机平台本身还包括：有效载荷、地面站、数据链路以及发射与回收装置等。作为旋翼无人机系统的重要组件和人机接口，地面站用于完成无人机平台监控，路径规划，载荷监控及载荷信息接收与处理等，在对旋翼无人机系统的研究中，我们发现功能完备，安全稳定，机动灵活，易于扩展的地面站对整个无人机系统功能实现至关重要，而地面站性能也在很大程度上决定了无人机系统性能。针对上述需求，参照国内外先进的无人机系统地面站设计理念与实际飞行中遇到的问题，本文提出了由便携式地面监控子系统，手持式地面监控子系统及定向天线跟踪子系统组成的地面站系统设计方案。便携式地面监控子系统硬件平台采用一体化工控机，软件基于微软Windows操作系统及VC++应用程序框架进行设计。航空仪表设计采用Xtreme Toolkit工具包提供的专业仪表控件，完成对旋翼飞行机器人状态信息监测。电子地图设计使用Google公司提供的Google Earth API，将Google Earth客户端嵌入监控子系统应用程序，形成子系统电子地图。无线数据传输模块硬件采用XStream无线射频调制解调器，软件则使用微软提供的MSComm控件，实现了无线数据传输功能。视频采集模块硬件选用麦恩公司的VCap2860视频采集卡及其软件开发包，实现了视频信息的采集、显示、调整等相关功能。手持式地面监控子系统硬件采用基于ARM处理器的嵌入式系统，软件基于Red hat 9.0 Linux操作系统及Qt/Embedded应用程序框架进行设计。无线数据传输模块硬件同样采用XStream无线射频调制解调器，软件则使用第三方串口类qextSerialPort进行设计，实现了无线数据传输功能。增稳操控模块采用AD采集与FIR数字滤波方式来获得高精度操控杆输出量，本文论证了方案的可行性，对FIR线性相位条件进行了证明，根据指标需求设计了基于Kaiser窗的FIR滤波器，并通过仿真结果分析，给出滤波器参数设计对于实际应用影响的相关结论。地面监控系统设计方案实现了旋翼飞行机器人路径规划、增稳操控、状态检测等，为旋翼飞行机器人功能扩展奠定了基础。 |
| 索取号 | TP242/W35/2010 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-27 |
| 分类号 | TP242 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9410]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_机器人学研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王启久. 宜人化旋翼飞行机器人地面站设计与实现[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2010. |
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