基于android的微型四旋翼无人机地面控制系统设计

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1、中图分类号：TP302论文编号：102870316-S166学科分类号：081105硕士学位论文基于Android的微型四旋翼无人机地面控制系统设计研究生姓名施洪平学科、专业控制理论与控制工程研究方向无人机飞行控制指导教师李志宇副研究员南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringDesignofGroundControlSyst

2、emForSmallQuadrotorUAVBasedonAndroidAThesisinControlTheoryandControlEngineeringbyShiHongpingAdvisedbyAssociateResearcherLiZhiyuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除

3、了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要近年来，四旋翼无人机由于体积小、机动性好、结构较简单、性价比高等特点，在军事领域和民用方面有着巨大的应用价值，是目前研究的热门项目。而四旋翼无人机的

4、地面控制系统作为其中的重要配套系统，也在不断地发展之中。传统的地面控制系统体积较大、不易携带、待机时间短。本文利用现阶段广泛应用的安卓系统，提出了一种新的基于Android的四旋翼无人机地面控制系统的设计方法；同时设计了一种新的基于蓝牙和数传模块的四旋翼无人机通信系统；并且区别于传统的四旋翼机载平台，将航迹控制回路设计在安卓地面控制系统中。首先，对四旋翼无人机的特点和发展现状进行了研究，搭建了四旋翼无人机平台，提出了整个系统实现的技术方案，并且对地面控制系统的需求进行了详细分析。其次，对四旋翼无人机的无线通信系统

5、进行了研究设计，利用蓝牙、数传、单片机完成了通信系统的软硬件设计，并使系统能耗降到最低，对一些技术细节进行了阐述。再次，根据地面控制系统的设计需求，在Eclipse平台下对蓝牙、数据传输、仪表盘、遥控、GPS、航点地图、校准、日志记录等模块分别进行了自主设计开发，并且在航点导航模块实现了航迹控制算法，有效减轻了机载平台的运算负荷。最后，制订了有针对性的测试和验证方案，分别对无线通信系统和地面控制系统的功能性进行了大量可靠性验证和实际飞行验证。测试结果表明，方案中的各项关键技术问题得到了有效解决，设计方案及思路的正

6、确性得到了验证，各模块的功能设计、性能指标能够满足四旋翼无人机地面控制系统的应用需求。关键词：四旋翼无人机，地面控制系统，安卓，无线通信I基于Android的微型四旋翼无人机地面控制系统研究ABSTRACTInrecentyears,duetothecharacteristicsofsmallsize,goodmobility,relativelysimplestructureandhighcostperformance,quadrotorunmannedaerialvehicle(UAV)hasthegreat

7、valueinmilitaryandcivilianapplication,andbecomeoneofthemostpopularresearchprojects.AstheimportantsupportingsystemofquadrotorUAV,groundcontrolsystemisalsodevelopingrapidly.Thetraditionalgroundcontrolsystemislarge,difficulttocarryandhasshortbatterylife.Thispape

8、rproposesanewkindofgroundcontrolsystemforquadrotorUAVbasedonAndroid.AtthesametimethispaperdesignsanewkindofcommunicationsystemofsmallquadrotorUAVbasedonbluetoothanddigitalradio.Thegroundc