无人机地面任务监控系统设计

针对无人机任务设备多装载的需求,提出了一种应用在地面控制站内的任务监控系统的设计方案。该方案全面覆盖了无人机整个任务执行中载荷操控、信息交互和信息处理的过程,软件分配全面灵活,功能扩展性强,标准化程度高,方便在多型无人机系统地面控制站内推广使用,且有效的解决了地面控制站内资源有限问题。     

四旋翼无人机飞行过程孪生仿真研究

为了满足无人机在实际飞行过程中的虚实交互、实时响应和精确控制等要求,以四旋翼无人机的飞行过程作为任务需求,提出基于数字孪生技术的四旋翼无人机飞行过程仿真研究。搭建了四旋翼无人机飞行数字孪生系统架构,分析了数字孪生体仿真数据的流向及其作用,并对四旋翼无人机飞行数字孪生系统的功能和意义进行了介绍。从几何、物理、行为和规则等四个方面融合构建了四旋翼无人机的数字孪生体模型。最后进行了四旋翼无人机巡航过程的案例研究,通过仿真案例中的各项参数分析,考察了虚实无人机之间的交互性,证明了数字孪生体模型的精确性,验证了四旋翼无人机飞行数字孪生系统的可行性。     

一种微小型无人机地面监控系统软件设计与实现

针对微小型无人机飞行监测和控制的任务需求,设计了一种地面监控系统软件。系统实现了导航参数实时获取、飞行控制参数在线调整、航迹规划与回显、数据存储及分析等功能,并为超视距飞行提供了有利保障。经过大量完全自主飞行实验,结果表明,所设计的地面监控系统软件不仅能够满足小型无人机下行信道传输数据量大的监测要求,而且可以确保上行信道控制参数高精度、高可靠性的要求。     

无人运输机地面控制站显示界面的仿真系统

为实现地面控制站操作员对民用无人机的安全控制,提出了地面控制站集飞行仪表、地图综合界面显示设计方案. 采用GL Studio 和VC++ 6.0混合编程的方式,实现对飞行仪表显示界面的设计;使用VC++6.0 对Google Earth二次开发实现地面控制站地图显示功能. 将微软模拟飞行X作为飞行仪表和地图界面的数据驱动,通过UDP传输协议,实现仿真系统的综合测试. 测试结果表明,该系统设计可以为地面控制站操作员提供完整的态势信息,提高操作员的决策效率,为研究地面控制站显示界面工效问题提供新的方法.     

旋翼微小型无人机地面站系统的设计与实现

针对旋翼机的控制复杂性,设计一套面向旋翼式微小型无人机的地面控制站系统。利用该系统可进行航迹设定和任务规划,存储和回放飞机航行记录,接收航拍图像,并通过对旋翼式无人机虚拟模型和视频图像的融合处理,实时显示飞机飞行姿态、位置及运行状态,实现旋翼式微小型无人机的超视距遥控,具有直观、形象的良好操控性能。     

无人机飞行安全控制系统的设计与实现

为了确保无人机在不受遥控的状态下安全坠毁,设计了无人机飞行安全控制系统;系统通过计算GPS数据来判断无人机是否超出安全区域,进而控制舵机离合器电源以实现安全控制功能;使用了多片微处理器协同完成安控任务,设计了高效的硬件电路;采用了科学的判断算法和软件策略,保证系统执行的安全性;利用数传电台回传执行结果,实现了地面实时监控;实际应用表明,这种无人机飞行安全控制系统是有效和可靠的,能够满足无人机系统安全控制的需要.     

基于Matlab和VC++混合编程的无人机地面控制站实现

通过分析无人机(UAV)系统对地面控制站的需求,介绍了地面控制站的结构和功能.鉴于Matlab在数值分析和图形处理上的优势,提出了采用Matlab和VC++混合编程技术实现地面控制站的数据分析功能.根据UAV对不同飞行任务的需求,实现了在同一地面控制站中两种坐标系下导航电子地图的自由切换.该地面控制站具有实时性强、稳定性好、人机界面友好等优点,已在某型号UAV飞行实验中得到了充分的检验与应用.     

智能化的试飞测试软件体系架构研究

针对航空飞行试验需求从单一的测试向以信息化为代表的空天地一体化发展,试飞软件体系结构的智能化必将是试飞测试技术研究的重要方向,首次提出了基于组态的智能化实时监控软件体系,分析了智能化试飞测试软件体系的架构和层次以及关键技术。采用图形元素可重构算法实现智能化实时软件系统平台,满足飞行试验设计开发目的,具有智能配置、健康诊断、简便操作、友好界面等特点,由该体系架构设计的实时监控软件已成功应用于运输机、C919机等型号的多架飞机试飞实时监控当中, 结果表明该体系架构运行稳定,提高了试飞工作效率,在确保试飞安全和保障试飞任务高质量完成发挥了重要作用。     

基于LabVIEW的四旋翼飞行器姿态监测系统设计

姿态监测是四旋翼飞行器实现正常飞行的主要因素之一,飞控手操控飞行但无法精准地获取实时姿态数据,存在一定的误差且准确性较低;针对以上问题,系统设计采用STM32F103RBT6单片机和MPU9250传感器采集四旋翼飞行器飞行过程中的飞行高度、飞行速度、滚转角以及俯仰角,并将数据传输给上位机LabVIEW软件平台;在虚拟软件平台对四旋翼飞行器的姿态信息进行显示、存储、报警及回放等功能;测试结果表明,姿态监测系统可以实现数据可视化,采集数据的绝对偏差值小于0.5%,提高了四旋翼飞行器姿态监测的准确性,满足了控制小型四旋翼无人机的实际需要。     

无人机地面控制站设计与应用

为了实现无人机系统的飞行操纵、数据链管理和机载任务设备控制,设计了无人机地面控制站;文中介绍了系统基本工作原理和主要功能构成,并对无人机地面控制站的功能要求和技术指标进行了分析,提出了基于基本功能单元的设计准则,以实现系统软硬件的模块化、组合化设计;依据设计原则对地面站的基本功能进行了抽取和设计,并对基本功能单元中的软硬件内容和接口关系进行了详尽的描述;飞行实验表明该设计达到了系统技术指标要求,满足系统对地面控制站的功能性要求。     

无人机综合仿真与测试平台技术研究

固定翼无人机在军事,国防,民用上都具有非常广泛的应用。无人机系统包括三大部分：无人机机体,无人机地面控制站以及无人机地面综合检测站。详细介绍了当前已交付使用的一种适应于多种型号的无人机地面综合实验平台,包括无人机地面飞行仿真和地面检测和故障诊断三个部分。从整体设计方案出发,从技术角度分析各个子系统的功能和设计方案。提出了可以应用于无人机地面实验平台的基于专家系统的遥控-遥测知识对的知识库的建立和通过搜索知识库的故障诊断方法。并以一个平台子系统为例介绍了以任务管理和数据流控制为核心的软硬件设计方案。     

基于VC++的无人机飞控地面站软件的开发

针对某型无人机飞行监测和控制的要求,以VC++可视化语言为开发工具,嵌入NI控件,设计了一套操作方便、功能强大的飞控地面站软件系统;软件基于模块化设计思想,采用串口通信和以太网两种通信方式,串口通信上,实现了遥测数据的实时显示、数据库存储、故障提示和遥控指令的定时发送等功能;以太网通信上,很好地实现了与导航地面站的接口设计;经过实际联调,系统运行良好,通信实时性很高,很好地完成了各部分功能,并具有很好的扩展性。     

融合Google Earth的无人机遥控遥测地面站设计

针对无人机飞行监测和控制的要求,设计了一款飞行监测和控制的无人机遥控遥测地面站系统软件. 无人机遥控遥测地面站系统软件包括系统调试、航迹规划、飞行监测、视频捕捉和数据回放等功能模块,融合Google Earth COM API二次开发技术基础上运用Visual C++6.0作为系统开发环境,采用模块化理念并嵌入串口通信技术、虚拟航空仪表技术、视频捕捉技术等进行软件开发.     

无人机三维视景仿真系统实现

无人机传统地面站系统数据回显主要采用二维数字和图表曲线形式,操作人员不能对在三维空间内飞行的无人机的飞行状态有一个直观的感受。为了配合无人机地面站操作系统,以某新型无人机为应用背景,结合虚拟现实技术的相关理论,论述了在无人机地面站系统上加入三维视景部分。该系统在无人机飞行仿真的基础上,基于Creator和Vega软件,构建了无人机弹射起飞、巡航飞行的场景,实时动态地再现了无人机飞行的全过程,最后给出了系统的实施效果,仿真效果理想。     

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％.     

无人机地面在线检测软件的设计

依据无人机系统的组成和工作原理,针对系统的检测环节,设计了在线检测与监视软件.该软件使用Microsoft Visual C++6.0编写,可直接安装在地面指挥控制站,具有通用性;全系统加电后,进行飞行前、飞行中和异常模式的检测,制定故障等级,通过文字和语音方式进行告警提示.经过系统联试,表明该软件在无人机系统的可行性和优越性.     

基于VC的无人机模拟训练系统软件开发

为了能够让无人机地面操纵人员熟悉无人机的操作,介绍了一种以VC++可视化语言为开发工具设计的一套模拟训练软件系统;软件基于模块化设计思想,采用串口通信和以太网两种通信方式;串口通信上,实现了故障指令代码的实时发送等功能;以太网通信上,很好地实现了与飞控地面站的通信;另外,本软件还可以实现训练评价和故障模拟等功能;最终将模拟训练系统与地面站以及飞控系统联调,系统运行良好,通信实时性很高,很好地完成了各部分功能,并具有很好的扩展性。     

基于遥测数据共享的无人机试飞监测技术研究

针对传统无人机试飞监测系统与无人机平台设计耦合度高、通用性差的问题,设计了一种轻量化的试飞监测系统。对传统的无人机指挥控制系统与试飞监测系统的构型进行分析,梳理两个系统的共性业务流程,确定了轻量化试飞监测系统的构型。阐述了试飞监测软件的架构设计,并重点对数据解析模块进行介绍,提出了一种基于配表的遥测数据解析技术,使不同型号的试飞监测需求与软件框架相隔离,保证了软件的通用性。实际应用表明,所设计的无人机试飞监测系统避免了机上测试改装,缩短了无人机系统的研制周期,具有很高的工程实用价值。     

某型无人机飞控系统设计与实现

某型无人机数字式飞控系统是以高性能PC104计算机为核心的,其控制方式有时间程序控制、遥控指令控制和按预先装订的航路实现三维自主飞行控制3种方式,以3维自主飞行方式为主;为了确保无人机在不受遥控的状态下安全坠毁,设计了无人机飞行安全控制系统;通过计算GPS数据来判断无人机是否超出安全区域,进而控制舵机离合器电源以实现安全控制功能;设计了用于验证该系统的仿真系统,通过仿真结果,验证系统的可行、正确.     

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。