无人机地面站控制台软件设计.pdf

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1、万方数据·74·《测控技术)2007年第26卷第4期无人机地面站控制台软件设计张治生，陈怀民，吴成富，吴佳楠(西北工业大学无人机特种技术国家重点实验室，陕西西安710072)摘要：介绍了无人机地面站控制台软件的功能模块，讨论了该软件的设计问题。该软件是在美国NI公司出品的虚拟仪器开发平台Labwindows／cVI上开发的，具有直观与完备的可视化界面，简便易学的操作等特点。该软件经过系统的联调后，从联调结果分析，该软件满足了系统所要求的各项指标。无论从稳定性，还是从实时性上都有相当好的表现。关键词：无人机；地面站；导航；LabWindows／CV

2、I中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000—8829(2007)04—0074—03DesignofControlPlatformSoftwareforUAV’sGroundControlStationZHANGZhi—sheng，CHENHuai—min，WUCheng-fu，WUJia-nan(NationallaboratoryofUAVSpecialTechnology，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’∞710072，China)Abstract：AnUAVgroundcontr

3、olstation’S(GCS)controlplatformsoftwarewhichisdevelopedbyLabWindows／CVIisintroduced．Thesoftwarehasanintuitionisticandmaturityinterface，andiseasytolearn．Thissoftwarehasbeenpassedthecombineddebug．Theresultshowsthatthesoftwarecanfulfilallthetarget．Whatevertestinginstabilityorrea

4、ltime，thissoftwarehasawonderfulexhibi—tion．Keywords：UAV；groundcontrolstation；navigation；LabWindows／CVI无人机系统发展较早，但是前期受重视程度不高。直到近20年时间，随着无人机在各个领域的优异表现从而取得了飞速的发展。地面站作为整个无人机系统的“神经中枢”，控制系统各项功能的成功实现。常见的地面站由控制台、导航台和传输系统这3个大的部分组成。其中的控制台是3个分系统中的中心，负责处理传输系统接收到的数据，向导航台发送数据，以及数据向外部世界的分发。

5、1无人机控制台系统的组成无人机控制台系统由控制台主机、高速网卡、集线器等部件组成。在这里采用高速的网卡代替了传统的串行通信系统，使得系统的传输效率和效果都有大幅度的提高。通过集线器和高速网卡控制台主机与导航台以及外部的监测机相连。这样就可以使导航台和控制台成为一个有机的整体，相互传递数据；同时外部的监测机可以随时随地接人系统，对系统的整体情况进行监测。采用不同的通信协议来实现控制台与导航台、传输系统、监控机的连接。系统的结构如下图1所示。2无人机控制台的软件设计控制台软件采用LabWindow∥CVI来进行设计与开发。LabWin(LDw∥CVI

6、是由美国NationalInstruments公司(美国国家收稿日期：2006—07—03作者简介：张治生(1980一)，男，陕西成阳人，硕士研究生，主要研究方向为现代控制理论与应用；陈怀民。男，安徽涡阳人，副教授，硕士生导师，主要从事无人机仿真与控制方面的研究。仪器公司，简称NI公司)推出的进行虚拟仪器设计的交互式c语言开发平台。它将功能强大、使用灵活的c语言与用于数据采集分析和现实的测控专业工具有机地结合起来，为熟悉C语言的开发人员建立检测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统、虚拟仪器等提供了一个理想的软件开发环境。图1系统结构图该

7、开发环境的最大优势在于应用灵活和扩展性强，同时该软件提供超强的UIR概念，使得用户可以在短时间内开发出操作简单、界面友好的应用程序。万方数据无人机地面站控制台软件设计·75·在控制台裙传输系统之间采用UDP的连接方式。选择这种协议主要是考虑到飞控机上是不能修改端口的，所以不采用TCP／IP协议，而采用将端口直接固定的UDP协议。而在控制台与导航台、监控机之间采用TCP／IP的连接方式。这样可以更方便开发和使用。软件的设计采用自上而下的模块化设计方法。各功能模块相互独立，如图2所示。图2各功能模块①与传输系统之间的数据通信。传输系统解调、处理来自飞

8、控机的数据，使之成为预定义的数据格式之后，通过UDP方式传输给控制台，控制台对这些数据进行进一步的处理。②与导航台之间的数据通信。控制台