无人机地面监控系统软件的总体设计与接口实现

《无人机地面监控系统软件的总体设计与接口实现 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、无人机地面监控系统软件的总体设计与接口实现文/王平本文针对无人机外场发射与回收测控系统的需求，完成了地面监控系统软件的设计开发与调试工作，实现了遥测参数实时获取解析、飞控参数在线调整、航迹规划与显示、数据存储与分析、视频传输与解码等功能，解决了如何提高串口通信实时性和发送遥控数据周期精度，以及如何实现多客户端图像实时稳定传输等难点问题，为地面操作人员提供了一个良好的监视与操控平台，为无人机飞行提供了有利保障。摘要【关键词】无人机监控系统串口通信定时器X络通信地面监控系统属于无人机测控与信息传输系统的地面部分，完成对无人机的监测与控制功能。地面监控系统软件，按功能

2、可以分成数据通信模块、监控模块和扩展功能模块。无人机地面监控系统通过数据通信模块与无人机进行信息交互，实现了地面人员对无人机的监控，并将采集到的下行图像数据通过X络接口传送给地面图像站和情报，实时播放处理无人机载荷图像；在监控模块中，有专用的窗口为地面人员提供实时直观的无人机飞行状态信息，可在地图上规划出航迹并利用人机交互界面发送各种指令使之完成定高、定姿和定航线飞行；扩展功能模块可实现对飞行数据的回放和分析。1系统功能设计及实现随着无人机自驾系统和通信系统性能的不断提升，实现对无人机远程的监控已成为可能，地面监控系统软件就是实现无人机远程监控的平台，该系统采用

3、VisualC++6.0和MicrosoftSQLServer进行程序开发和数据管理。1.1数据通信模块数据通信模块是软硬件接口模块，上、下行数据均要通过该接口进行数据交换，是无人机监控系统的重要组成部分。数据通信模块分为两部分：串口通信模块和X络通信模块。串口通信模块包括三部分功能：下行遥测数据的接收和上行遥控数据的发送以及控制键盘指令的接收；X络通信模块用于将采集到的图像数据传送到图像站和情报站。由于这两部分内容较多，将在最后两章中分别介绍其接口实现。1.2监控模块监控模块是地面监控系统的核心，它要能够实时准确显示和记录全程飞行数据，以动态数据显示为主，以数

4、据、文本、图形、动画等多种形式表现，辅助操作人员了解各种飞行模态下参数的变化区间，为操作人员操控提供依据。记录下的数据可以进行事后处理、回放。整个系统根据其功能分为两个子系统：通过对下行信道中数据的解析可以得到遥测数据，分三个窗口进行显示。遥测数据窗口：包含的遥测信息包括左右升降舵指令和偏角、左右副翼指令和偏角、风门指令和偏角、俯仰角速率、滚转角速率、平台方位角、平台俯仰角、爬升虑、垂直误差、地速、飞行开关指令回报、任务开关指令回报等；基本数据窗口：磁航角、俯仰角、倾斜角、海拔高度、气压高度、飞行状态、定位卫星、偏航角、偏航距、GPS经纬度、发动机状态、空速

5、、UTC时间等；注入数据回报窗口：航线注入、航迹查询、起点设置、航迹删除、场面气高、磁偏角、工作高度等注入数据的回报。以上数据将为地面操控人员提供重要的信息参考，以快速应对飞行过程中出现的各种状态。包括舵控制、飞行控制和任务设备控制。舵控制是对无人机方向舵、副翼和升降舵中位进行调整，使其自动驾驶仪状态和手动驾驶状态中位一致，该操作是通过控制键盘进行的；飞行控制包括设定目标航点的经度、纬度、高度以及参数补偿等信息，通过上行遥控数据帧上传，控制无人机定高、定姿和定航线飞行，该功能是通过软件的数据注入功能完成的；任务设备控制通过任务设备键盘对任务设备进行控制，实现对任

6、务载荷方位、俯仰和焦距等参数的调整。1.3扩展功能模块在地图显示界面中，我们可以任意选择飞行区域的地图，但该地图使用前必须经过校正，通过三个点即可精确校正地图的经纬度和地图显示坐标的关系。在经过校正的地图上，可用鼠标任意选取多个目标航点，它们将自动连成航线，并可保存和通过上行数据发送至机载设备，控制飞机从最近的一个目标航点开始沿规划的航线飞行。对已选取的航点还可以通过手动输入经纬度进行精确的航迹规划。最多可以规划7条航线，所有规划好的航线均被保存，并可以随时选择在地图上显示，方便航线的浏览及飞行实时航迹与规划航线的对比。可将存放的数据按日期检索，实现飞行数据的回

7、放。2串口通信与定时器设计地面监控系统软件所有的测控数据都是通过串口通信来实现的，因此串口通信功能在整个程序的设计中起着举足轻重的作用，设计中选用了多线程类串口通信方式，另外，设计了一种基于多线程的高精度定时器，以提高串口通信的实时性和准确性。2.1串口通信所有的遥控和遥测数据以及控制键盘数据的接收均是通过串口完成的，它们采用的是同一个类，方法类似，所以下面只分别介绍遥测数据的接收和遥控数据的发送。在本论文中实现串口通信的方法是利用第三方提供的串口类CSerialPort，并在该类基础上对其加以修改，命名为CSerialPortEx类。该类的实质是利用ARGIN

8、:0cm0cm0pt;m