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1、军事通信翟彬等:FlightGear在无人机实时飞行仿真中的应用FlightGear在无人机实时飞行仿真中的应用翟彬,薛明旭(中国电子科技集团公司第二十七研究所,河南郑州450007)摘要:无人机实时飞行仿真是无人机研制中不可缺少的一个过程,但是对于小型无人机来讲,开发一个完整的实时飞行仿真系统往往花费巨大。详细论述基于xPCTarget的实时仿真系统设计,在此基础上,利用FlightGear飞行模拟器实现了无人机的三维实时可视化显示。该仿真系统开发简单,构造灵活,成本低,能够使开发人员将更多的精力花费在飞行控制算法研究上。关键词:飞行仿真;无人机;FlightGe
2、ar;xPCTarget中图分类号:TP274文献标识码:A文章编号:1004373X(2010)13002403FlightGearAppliedtoFlightRealtimeSimulationofUAVZHAIBin,XUEMingxu(The27thResearchInstitute,ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,Zhengzhou450007,China)Abstract:Therealtimesimulationisanimportantprocessindevelopme
3、ntofanunmannedaerialvehicle(UAV).However,acustombuiltsimulationsystemcommonlyassociatedwithsmallUAVsarecostprohibitive.ThedesignofarealtimesimulationsystembasedonxPCTargetisdescribed.The3DvisualizationrealtimedisplayofUAVswasachievedwiththeFlgihtGearflightsimulator.Thissimulationsystemi
4、sfeasible,validandeconomic.Itcanreducedevelopmenttimeandcosts,savingmoretimeforthedesignerstofocusonthealgorithmofflightcontrol.Keywords:flightsimulation;UAV;FlightGear;xPCTarget随着无人机被越来越多的应用在军事和民用领域态反馈到自动驾驶仪,从而实现完整的控制回路。里,参与无人机研制的个人和团队也在迅猛增加。而在无人机的研制过程中,飞行仿真是必不可少的一个环节,通过飞行仿真可以对无人机的操纵性、稳
5、定性和自动驾驶仪性能进行有效的验证,也可以对操作手进行辅[12]助训练,降低飞行风险。本文提出了一种简单有效的无人机实时仿真系统,首先利用Simulink构建仿真图1无人机飞行仿真系统结构模型,然后通过xPC实时运行仿真模型并与自动驾驶自动驾驶仪采用真实地无人机控制器来实现,通过仪构成硬件在回路的实时仿真环境,最后通过开源飞行与无人机运动模拟节点的交互真实地反映出无人机的模拟器软件FlightGear进行场景显示。控制状态。1无人机飞行仿真框架视景显示部分则通过流行的飞行模拟软件FlightGear来实现,由于采用了UDP网络协议,能够满足大无人机飞行仿真系统主要由
6、无人机运动模拟、自动规模数据传送的实时性。驾驶仪、视景仿真显示等部分组成,系统总体结构如图1所示。2实时仿真环境在该结构中,无人机运动模拟通过两部分实现:飞行仿真系统中由于加入了自动驾驶仪,属于硬件一是利用Simulink搭建的无人机六自由度仿真模型;二是利用xPC目标机来实现的实时仿真模型。无人机在回路仿真系统,因此要求整个系统必须具备很高的实运动模拟节点通过接收自动驾驶仪的控制指令,真实地时性才能保证系统各个节点的一致性,从而保证仿真系模拟无人机当前的运动状态,并通过串口将无人机的状统的真实性。本文采用xPC目标机来实现无人机运动模拟的实时性。收稿日期:201003
7、1624现代电子技术2010年第13期总第324期通信与信息技术2.1上位机目标机通信NE2000,SMC91C9X,I82559,RTLANCE;TCP/IPxPCTarget是MathWorks公司提供和发行的targetbus:设置网卡总线类型,PCI和ISA。如果选择一个基于RealTimeWorkshop(RTW)体系框架的附ISA选项则还要设置板卡地址(ISAmemory)和中断号加产品,是一种用于产品原型开发、数据采集、测试和配(ISAIRQnumber);如果采用RS232通讯模式,则仅
