某无人直升机的软件架构设计

针对机载软件研发难度日益增加的问题,结合机载软件的特点,分析了软件架构的理论知识,给出了软件架构应用于机载软件的视图表示法,设计了某无人机飞控系统软件的功能逻辑架构和数据运行架构,提出了机载软件架构验证的一种方法.试验表明,软件架构技术运用于机载软件的开发,能有效地改善软件质量,实现机载软件的鲁棒性要求.     

基于DSP的无人机飞控系统软件模块化设计

针对某无人机飞行控制系统,设计了基于DSP的机载飞控软件;提出了一种模块化的设计思想,阐明了模块化的设计思路,给出了飞控软件的各部分组成及其实现的功能,最后在此设计基础上给出实例与仿真;结果表明,飞控软件的模块化设计条理清楚,可以全面地对飞控系统进行统筹,改善开发环境,缩短开发周期,对加快无人机研制进度有重要的意义.     

高实时性的无人机飞控软件测试系统设计

机载计算机作为无人机系统的控制核心,在设计过程中对其进行性能监测及功能验证是保证其正常工作的基本途径;运行于机载计算机内的飞控软件已成为无人机飞控系统设计中最重要的因素之一,采用Labview和RTX搭配的建模方式,模拟无人机机载计算机的真实硬件环境,在Windows操作系统下构建一套高实时性的测试系统方案,完成对机载计算机飞控软件的实时监测评估和性能测试;经实际测试,该系统能够实现对无人机飞控软件的实时监测和测试,实时性带来的实时误差不超过1％.     

一种基于工控机的飞控系统模拟器

本文提出了一种基于工业控制计算机开发的某型无人机飞控系统模拟器,详细描述了系统的功能及结构配置,提出了硬件实现方案,并给出了软件模块功能、流程以及实时性的解决方法。该模拟器可用于无人机系统先期设计验证及系统联试。     

无人机飞控计算机硬件故障诊断方法

为了解决某型无人机飞行控制计算机通信故障的问题,针对其飞控计算机的基本结构,分析了无人机控制计算机系统关键的硬件结构和数据链路结构,给出了飞控计算机的常见通信故障原因和通信故障的表现形式;针对不同的通信故障源,从数据链路的角度,设计了对应的以软件方法排查硬件问题的故障诊断流程,给出了详细的设计步骤和关键性的程序;工程实践证明,此方法成本低、效率高,定位准确,能够解决实际工程中无人机飞控计算机的通信故障,具有实际应用价值和推广价值。     

基于ARM的某型无人机飞控计算机设计

作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案;ARM嵌入式处理器及Linux嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景;研究了基于ARM-Linux的某型无人机飞控计算机的实现方法,给出了系统总体设计方案,着重介绍了硬件电路的设计过程,列出了软件调试流程图,分析了调试结果;实践证明,该实现方法结构简单,功能强大,能够满足系统控制的要求,具有较好的实用性。     

某小型无人机飞控系统的中断控制器设计

为了提高无人机飞行控制系统对外部事件快速响应及实时处理的能力,中断是一种非常有效的实现手段;文章针对以TI公司DSP芯片TMS320LF2407A为核心的某小型无人机机载计算机系统,提出并实现了基于复杂可编程逻辑单元(CPLD),对无人机飞控系统外部中断端口进行扩展和管理的设计方案,详细给出了中断控制系统的硬件接口设计、程序设计及仿真结果;该设计已成功应用于某小型无人机飞控系统中,提高了无人机飞控系统对外部中断事件的管理和实时处理能力。     

四旋翼无人机飞控系统的研究与实现

本文通过数学建模进行动力学系统分析,研究实现了基于硬件和软件的四旋翼无人机飞控系统。首先、构建了四旋翼无人机动力学模型并进行理论分析;其次、设计了无人机机架,对各组成模块进行测试、分析和试验;再次、通过集成软硬件实现了无人机飞控系统并进行飞行测试;最后、实验结果表明,实现的无人机飞控系统取得了较好的飞控效果,具有灵敏性强、稳定性高,总体性能优良等优点。     

无人机飞控计算机自动测试软件设计与实现

无人机就是无人自动驾驶的飞行器,不仅轻便灵活,而且重量轻、机动性强,在军事、民用、科技等领域应用广泛。飞行器经历了从最开始的导航与控制系统分离到电动陀螺仪、自动驾驶仪的发展历程,逐渐形成当前的飞控系统。无人机飞控计算机自动测试软件包括无人机远场源系统构成、飞行测试方法、系统人机界面、多层次安全架构和系统性云计算结构等。基于此,浅谈了无人机飞控计算机自动测试软件设计与实现。     

基于APM的高级飞控系统设计

设计了一种基于开源飞控APM的高级飞控系统,高级飞控系统包含硬件电路模块和软件算法模块,采用MAVLink协议控制APM无人机,设计了以高级飞控系统控制无人机的一键起飞控制流程、遥控量的控制功能、上传飞行任务到APM飞控功能。移植UCOSIII操作系统,并结合MAVLink协议设计了编队组网架构方法,裁减协议数据流,使之适应组网通信数据量限值,在高级飞控系统上测试基于粒子群算法的无人机集群搜索并规划航线的算法仿真实验,结果表明满足实时性要求和通信要求,将计算出的航点通过协议发送给无人机即可实现对无人机航迹规划,高级飞控系统的功能同样适用于MAVLink协议的其他飞控如PX4飞控,具有较广泛的应用。     

无人机飞行控制系统软件测试策略的研究

无人机飞行控制系统是无人机机载设备中最重要的部分之一；对无人机飞行控制系统软件进行严格测试是保证其质量的重要手段；首先介绍软件测试的通用的基本理论和基本方法；然后以某型无人机飞行控制系统软件测试为案例，研究了无人机飞行控制系统软件的特点；提出了一种基于经验反馈的软件测试模型，并分析了该模型的特点；最后提出了一套适用于无人机飞行控制系统软件测试的策略。     

无人机飞控软件系统建模与测试用例生成研究

软件规模与复杂度的迅速增长已成为设计与检验现代高质量无人机飞行控制软件(FCS)系统的重要挑战。采用模型驱动工程(MDE)的框架,使用嵌入式实时系统建模语言(MARTE)建立起某型无人机飞控软件系统的模型,给出了基于时间自动机的系统动态行为的形式化模型实例;结合无人机FCS系统的应用背景,建立了基于时间自动机模型的测试用例生成方法,包括建立测试用例生成框架、测试用例生成规则以及用例生成策略等;对某型无人机飞控软件系统中的主控模块进行了建模与测试用例生成的实例分析研究。     

无人直升机实时机载和地面站软件架构设计

研究了无人直升机飞行控制系统实时软件系统设计架构,针对机载嵌入式飞控计算机系统和地面站计算机系统,提出了基于VxWorks实时操作系统的多线程任务机载软件设计方案和基于WindowsXP操作系统的地面站软件设计方案,有助于加快完成无人直升机飞行控制系统的设计和验证。机载系统软件设计为数据采集和测量、伺服舵机驱动、飞行控制与发动机控制实现、通信和数据请求存储等功能。地面站系统软件设计为与机载系统的数据通信、终端用户操控,以及实时飞行状态监视等功能。利用组件对象模型设计技术实现了系统软件设计的模块化、软件结构分层组件化,方便了软件系统的集成与扩展。采用多任务线程机制,有效地满足了飞行控制系统实时性要求。利用实时操作系统的定时器任务机制,确保飞行模式的任务管理和调度。依据所提出的软件设计架构完成了实时机载软件和地面站软件组件模块的设计与开发,而且软件集成快捷方便。研究成果已成功应用于某型无人直升机飞行控制系统。     

基于OSG和OSDK的无人机标校系统设计及实现

通过对无人机标校过程中遇到的精度不高、稳定性较差、可操作性较低、易受环境因素干扰、专业标校软件缺失等问题进行分析,设计一套包含硬件及软件在内的无人机标校方案,硬件设计包含对机载应答机的指标设计、需求设计及选型,对无人机的指标设计、需求设计及选型,以及配套硬件设备的选型,设计一套可行性高,功能完整的无人机标校软件,设计部分主要包含三部分功能,分别为基于OSG三维建模的标校无人机飞行轨迹生成软件、基于大疆OSDK开发包开发的飞行轨迹导入并启动飞行任务软件、基于远控模块实现机载应答机参数设置的控制软件,并提出无人机标校中的主要技术指标参数,最终形成一套切实可行的无人机标校系统,增加无人机标校的可行性及可靠性,为无人机标校软件的开发及无人机标校实施打下基础。     

无人机飞控设备检测系统

介绍了一种无人机飞控设备检测系统,给出了系统的组成和硬件配置,讨论了系统软件设计和测试原理。该系统可以自动检测和校准无人机各种传感器、机载计算机及舵机的输出参数,具有一定的可靠性和准确性。     

多旋翼无人机地面控制站软件系统设计与开发

针对多旋翼无人机自主飞行实时监控需求,开发了一套完整的多旋翼无人机地面控制站软件系统;根据多旋翼无人机地面控制站软件总体设计分析,基于功能模块化思想,分别设计并实现了飞行监控、飞行任务管理、二维与三维结合的导航电子地图以及数据库技术等功能,为无人机的实时监控提供了有力保障;地面控制站软件系统的三个用户主界面简约美观,能够实时切换,便于地面操作员对无人机的飞行监管;最后,通过某型多旋翼无人机的飞行作业,对地面控制站软件系统进行了全方位测试;实验测试有效地证实了该地面控制站软件系统具有完善的监控功能,操作简便,完全满足无人机地面控制站需求,已经作为标配软件提供给用户使用。     

基于覆盖与故障注入的飞控软件测试技术研究

无人机飞控软件是典型的实时嵌入式软件系统,其可靠性、安全性测试与评估是军用软件保障工作与无人机技术发展中的重点与难点。针对飞控软件的特点,介绍基于覆盖与故障注入的测试方法．分析其测试与可靠性评估中的关键技术,并简要介绍应用于测试数据分析过程的软件可靠性建模工具MEADEP的构成与建模方法。实践证明对安全关键软件严格的测试与评估可大大降低错误隐藏数,减少不必要的经济损失与灾难性事件发生。     

基于软件体系结构的可靠性分析

近年来,软件体系结构（Software Architecture,SA）可靠性作为软件性能评估的关键因素,越来越受到关注。针对SA自身的特点及构件之间的关系,提出了SA的6种基本结构,给出了相应可靠性计算模型,证明了基本结构的完整性和讨论了基本结构的选择问题,并在此基础上描述了整个SA可靠性模型。与现有的许多SA可靠性分析和评估方法相比,提出的方法便于从运行效率和可靠性出发,选择更合实际的结构组成最终的SA,从而有利于指导软件体系结构的设计,更准确地估算SA的可靠性。