基于mapx的无人直升机航迹系统实现

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1、基于MapX的无人直升机航迹系统实现　　摘要　　针对无人直升机航迹规划与监控的实际需求，提出基于MapX组件开发一套无人直升机航迹系统，介绍了系统的模块组成及数字地图平台的构建方法，研究了航迹规划策略、航点调整及航线发送技术，分析了航迹动态显示需要解决的关键问题，飞行试验表明系统实现了预定功能，且表现出良好的可靠性。　　【关键词】MapX无人直升机航迹规划航迹监控　　无人直升机全自主飞行需提前对无人机的航迹进行规划，包括航迹中各关键航点的经纬度位置信息、高度信息以及对任务设备的操作等。操作人员需从地图中逐点查找、

2、计算航点，并手工将得到的航迹数据输入无人机系统中。这往往需要花费操作人员数小时到数天的时间，一旦航迹发生变动，由此带来的不便是不言而喻的。　　为了解决上述问题，开发一套适用于无人直升机的航迹系统是必要的。利用航迹系统，操作人员可以直接在数字地图上进行航迹的规划，能够实时、便捷地得到数字地图中任意一点的多种信息，并且可自动计算航点位置。同时，航迹系统还能够实时地跟踪监控无人直升机航迹。　　1系统开发环境及功能模块　　1.1MapX组件　　系统采用MapInfo公司提供的地理信息系统（GeographicalInfo

3、rmationSystem，GIS）处理控件MapX实现数字地图的缩放、移动、信息显示等功能。MapX是一种基于Windows操作系统的标准组件，能支持绝大多数标准的可视化开发环境，如VisualC++、VisualBasic、Delphi和PowerBuiler等，同时其对使用者的GIS专业背景要求不高，使用标准化语言、明确的对象模型、大量的方法和事件、高效的属性页和默认值等功能，使得用户可以轻松的在应用程序中加入强大的制图功能。本系统应用程序以VisualC++作为开发语言。　　1.2系统方案　　根据无人直升

4、机试飞工作需求，系统由航迹规划模块、航迹显示模块、航迹存储模块、航迹回放模块、数据通讯模块、数据处理模块组成，如图1所示。　　航迹规划模块主要用于飞行前路径规划，操作人员结合飞行区域的地理信息直接在地图上点选及拖拽航迹点形成飞行航迹，系统通过飞行性能约束条件对航迹进行可行性判断，最终确定飞行航迹，并将规划数据通过地面指挥控制设备发送给机载导航管理计算机。　　航迹显示模块可根据预设航点信息和遥测参数同步显示理论航迹和实时飞行航迹，同时把理论航迹和飞行航迹进行比较，并将比较结果以数值形式呈现出来。　　航迹存储模块将经

5、纬度、高度、速度、航向信息实时记录在ACCESS数据库中，供后续分析及航迹回放时使用。　　航迹回放模块调用航迹存储模块中的数据实现飞行航迹回放。　　数据通讯模块通过串口通信技术与地面指挥控制设备进行通讯，地面指挥控制设备再经无线链路与机载设备进行通讯。　　数据处理模块用于完成遥测参数解帧以及预设航点信息组帧。　　2系统关键技术　　2.1数字地图平台构建　　航迹系统的开发首先需要构建一个数字地图平台，在平台上实现基本数字地图操作。系统采用飞行区域的高清数字正设影像图（DigitalOrthophotoMap，DOM

6、）作为背景地图，通过MapX组件将其嵌入系统主视图。　　基于MapX组件的数字地图平台构建方法如下：　　（1）安装MapX后在VisualC++创建的项目中添加MapX.cpp和MapX.h文件；　　（2）在主视图头文件中包含MapX.h头文件，在主视图类中添加成员变量CMapXm_ctrlMapX；　　（3）声明表示用于MapX的控件ID常数，名称为“IDC_MAP”；　　（4）在创建视图时创建该控件：　　if（！m_ctrlMapX.Create（NULL，WS_VISIBLE，CRect（100，0，127

7、0，670），this，IDC_MAP））　　return-1；//创建MapX组件　　m_ctrlMapX.GetLayers（）.Add（"map.gst"）　　//显示默认路径下的地图　　MapX组件在本应用中主要实现以下功能：　　（1）背景地图设置以及地图信息获取；　　（2）地图的缩放、平移；　　（3）文字、图标、线条等图元的添加、删除和移动；　　（4）测距工具、图元拖拽工具的创建；　　系统在MapX组件提供的上述功能基础上，实现航迹规划和航迹显示等各模块的开发。　　2.2航迹规划　　2.2.1规划策略　

8、　系统采用人机交互的航迹规划模式，结合数字地图上的地理信息直接在图上点选航迹点，并通过计算机完成可行性计算。这种方式在数字地图上进行航迹规划，能直观地规避地形障碍，并且通过MapX提供的地图信息获取功能实现航点点选功能，避免了手工录入航点带来的不便，通过系统自动计算来完成航迹可行性判断，极大地减小了手工计算的工作量。?划策略如图2所示。　　（1）点击数字地图上相应位置确定