基于DSP的无人机高度采集系统设计-论文.pdf

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1、HardwareTechnique基于DSP的无人机高度采集系统设计邹利伟，王琪(南昌航空大学信息工程学院，江西南昌330063)摘要：介绍了基于DSP和BMP085数字气压传感器的高精度高度采集系统在无人机上的设计，并对系统实际运行的结果数据进行测试分析，实现高度的测量与传输。重点描述了系统采集端软硬件的设计与实现，阐述了软件与硬件的设计要求。本系统功耗低、结构简单、精度高、抗干扰能力强、且能减少环境因素变化的影响，该测量系统使用卡尔曼滤波算法对测量数据进行修正，以便更准确地计算出相对高度。关键词：DSP；BMP085；卡尔曼滤波；无人

2、机中图分类号：TP274．2文献标识码：A文章编号：1674—7720(2014)07—0028—03DesignofUAVheightcollectionsystembasedonDSPZouLiwei，WangQi(SchoolofInformationEngineering，NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，China)Abstract：ThispaperintroducesaheightprecisionacquisitionsystembasedontheDSPandBMP085

3、digitalpressuresensorinUAV．Anditanalysesthepracticalresultsofmeasurementandanalysisdataofthesystem，toachieveheightmeasurementandtotransmitdata．Thepapersetsfocusonhowtodesignandachievethesoftandhardwareoftheheightcollectsides，andtheessentialsofhardwareandsoftwaredesignaree

4、xpatiated．Thesystemhasthecharacteristicsoflowpowerconsumption，simpleconstruction，highprecision，stronganti-jamming，aswellasreducingimpactsofenvironment．ThemeasuringsystemusesaKalmanfilteralgorithmtoamendthemeasurementdatatocalculatetherelativeheightmoreaccurately．Keywords：

5、DSP；BMP085；Kalmanfilteralgorithm；UAV具有自主飞行能力的无人驾驶飞机是一个应用到作人员对无人机进行控制，使无人机运行在安全可靠的多学科前沿性的研究课题，无人机在机舱内不需要有人飞行高度。进行操纵，它在飞行的过程中依靠各种电子设备，全自1．1系统总体框架动地完成各种姿态飞行。高度信息作为无人机的一项飞行基于DSP的无人机高度采集系统总体结构如图1参数，是保障无人机飞行控制系统正常有维持飞机安全平所示．系统硬件部分由BMP085数字式气压传感器、稳飞行的一个重要指标。本文以BMP085气压传感器为研TMS32

6、0F2812DSP、无线传输模块、电源模块以及其他究对象，采用卡尔曼滤波算法，通过TMS320F28l2DSP构外围电路组成。TMS320F2812控制器通过I／O1：3模拟建一种更为精确的高度采集系统_1I。I2C总线与BMP085气压传感器相连接，BMP085气压1系统工作原理及硬件结构传感器实时获得测量点的压强值与温度值，通过I／O基于DSP的无人机高度采集系统的硬件部分主要口发送给控制器处理，并将压强值与温度值数据通过包括气压和温度采集、数据处理及数据发送3个部分。无人机的无线传输模块实时传输到无人机地面站。无该系统使用气压温度传

7、感器采集无人机的气压和温度人机地面站接收数据后，根据压力与高度的转换关值送到无人机的处理器．使用无线传输发送给地面控制系，求得在该气压下的相对应的高度值，对高度值进中心并通过公式计算得到相对高度值，经过卡尔曼滤波行补偿，并用卡尔曼滤波算法进行数据修正，分析后算法修正数据得到更为精确的高度值，以便于地面站工进行存储，再通过上行数据链把控制指令发送给飞控28《微型机与应用》2014年第33卷第7期HardwareTechnique中心，调整无人机的姿态，从而控制无人机的高度，使无线传输模块。llSPIl=13SP无人机的飞行更加平稳[21。气

8、压传感器I,!lvoj⋯无人机琶控系统’无人机地面站、图2DSP内邵配置模块及外部接I=1模块框图s无线数据传输接收压力和温l2系统的软件设计—IUrJ度数据值l测量系统的软件设计程序是基于K