4G網(wǎng)絡無人機控制的設計與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-01-06 23:19
近幾年,民用無人機市場發(fā)展迅速,小型無人機具有構(gòu)造簡單、操作簡易等特點,被應用于諸多領(lǐng)域。但由于無人機行業(yè)缺乏完善的管理監(jiān)督體系,無人機造成的突發(fā)事件日益增多。為了解決無人機行業(yè)存在的問題,需要健全行業(yè)規(guī)范和適航規(guī)章,約束無人機空域范圍;在此基礎上構(gòu)建民用無人機監(jiān)管系統(tǒng),采用技術(shù)手段監(jiān)管空域交通規(guī)范。然而小型無人機存在無線信道資源匱乏、通信距離受限等問題,給無人機統(tǒng)一監(jiān)管帶來了挑戰(zhàn);谏鲜霰尘,本文首先對小型無人機控制站及其通信鏈路發(fā)展現(xiàn)狀進行分析,明確了將無人機接入TD-LTE網(wǎng)絡的研究方向和需要解決的問題。其次,對實現(xiàn)4G網(wǎng)絡無人機控制中所涉及到的相關(guān)技術(shù)進行了介紹。在此基礎上,提出了一種以無人機端、地面控制站、TD-LTE通信承載網(wǎng)絡為核心的系統(tǒng)架構(gòu),并給出系統(tǒng)功能模塊劃分和軟件線程控制設計。之后搭建了無人機模擬飛行測試平臺,對無人機飛行控制功能進行模擬測試,根據(jù)測試結(jié)果分析了系統(tǒng)控制機制以及應急措施等方面存在的問題,設計實現(xiàn)了以自定義通信協(xié)議完善無人機控制流程、以連續(xù)控制指令機制保障無人機實時通信、以控制指令描繪無人機飛行軌跡解決在GPS信號缺失環(huán)境下無人機無法正常返航的改進...
【文章來源】:重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
無人機通信系統(tǒng)架構(gòu)圖
圖 2.2 遙控系統(tǒng)消息流圖控制指令是無人機控制系統(tǒng)的重要一環(huán),根據(jù)控制指令的類型不同,也可以將控制指令分為連續(xù)操控指令、離散操控和遙調(diào)指令,連續(xù)操控指令需要控制端持續(xù)發(fā)送,具有實時性高的特點,無人機端接收到連續(xù)間隔的控制脈沖將持續(xù)狀態(tài),一直持續(xù)到脈沖中斷為止,地面站通過搖桿對無人機進行控制即發(fā)送連令。離散控制指令通過鍵盤敲擊指令的方式實現(xiàn),又稱作開關(guān)指令,每次操作個脈沖,因此需要確保指令傳輸?shù)目煽啃院头(wěn)定性;定高、定向、定速、發(fā)動置等此類參數(shù)設定的指令為遙調(diào)指令,遙調(diào)指令的傳輸特性跟離散控制指令 無人機控制軟件架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)1 無人機控制軟件層次分析
圖 2.3 無人機控制軟件架構(gòu)圖功能如下:層:基礎層是上層軟件運行的基礎,提供了運行環(huán)境和運行庫等,通服務性軟件,例如操作系統(tǒng)、動態(tài)鏈接庫等。服務層:基礎服務層是一個業(yè)務模塊化的框架,主要負責表示層、組理、模塊自動加載以及模塊之間信息交互。框架是整個軟件的架構(gòu),現(xiàn)的模塊,通過實現(xiàn)編譯生成,以動態(tài)庫或者靜態(tài)庫的形式存在,可項目中。層:組件層負責提供細粒度的功能,通過基礎服務提供的框架,使系業(yè)務功能。組件層的模塊以運行庫的形式存在,不能直接被基礎服基于基礎服務層實現(xiàn)的標準接口之下才能運行,其相當于對原軟件功提供系統(tǒng)的可擴展性。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]無人機通信技術(shù)研究[J]. 彭暉,吳亞超. 警察技術(shù). 2019(01)
[2]基于4G的無人機通信系統(tǒng)優(yōu)勢分析[J]. 趙彩霞. 科技經(jīng)濟導刊. 2018(34)
[3]無人機控制站通用軟件平臺設計[J]. 陳翔宇,楊紅生. 電訊技術(shù). 2018(07)
[4]基于北斗導航系統(tǒng)的無人機飛行監(jiān)管系統(tǒng)設計[J]. 吳超瓊,趙利,梁鋼,劉小康. 測控技術(shù). 2017(08)
[5]鑄劍擒“黑飛”——民用無人機監(jiān)控技術(shù)研討會暨設備展示會綜述[J]. 馬斌. 中國無線電. 2017(07)
[6]無人機空中交通監(jiān)視系統(tǒng)設計[J]. 楊波,陳金水,陳洋,柳楠. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(31)
[7]國內(nèi)外民用無人機行業(yè)發(fā)展回顧與展望[J]. 吳剛,周斌,楊連康. 經(jīng)濟研究導刊. 2016(12)
[8]GPS失效下的無人機組合導航系統(tǒng)[J]. 柳明. 濟南大學學報(自然科學版). 2015(02)
[9]美軍無人機通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 關(guān)中鋒. 通信技術(shù). 2014(10)
[10]無人機群通用控制站的技術(shù)需求分析[J]. 柴立功,樊甫華,董世友,張波. 無線電工程. 2013(10)
碩士論文
[1]支持MAVLink通信協(xié)議的微型無人機數(shù)傳電路設計[D]. 王楠.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]基于Android平臺的多旋翼無人機地面監(jiān)控系統(tǒng)設計[D]. 呂宋.南京信息工程大學 2016
[3]小型多旋翼飛行器系統(tǒng)設計及自主任務規(guī)劃[D]. 王占.大連理工大學 2016
[4]無人機地面站軟件設計及航跡規(guī)劃算法研究[D]. 葉聽.浙江大學 2016
[5]小型無人機地面站軟件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 鄭華美.電子科技大學 2015
[6]基于無線網(wǎng)絡的流媒體傳輸擁塞控制的研究[D]. 張彧也.重慶大學 2014
[7]無線遙控智能車控制系統(tǒng)[D]. 郝建領(lǐng).西安電子科技大學 2007
本文編號:2961430
【文章來源】:重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
無人機通信系統(tǒng)架構(gòu)圖
圖 2.2 遙控系統(tǒng)消息流圖控制指令是無人機控制系統(tǒng)的重要一環(huán),根據(jù)控制指令的類型不同,也可以將控制指令分為連續(xù)操控指令、離散操控和遙調(diào)指令,連續(xù)操控指令需要控制端持續(xù)發(fā)送,具有實時性高的特點,無人機端接收到連續(xù)間隔的控制脈沖將持續(xù)狀態(tài),一直持續(xù)到脈沖中斷為止,地面站通過搖桿對無人機進行控制即發(fā)送連令。離散控制指令通過鍵盤敲擊指令的方式實現(xiàn),又稱作開關(guān)指令,每次操作個脈沖,因此需要確保指令傳輸?shù)目煽啃院头(wěn)定性;定高、定向、定速、發(fā)動置等此類參數(shù)設定的指令為遙調(diào)指令,遙調(diào)指令的傳輸特性跟離散控制指令 無人機控制軟件架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)1 無人機控制軟件層次分析
圖 2.3 無人機控制軟件架構(gòu)圖功能如下:層:基礎層是上層軟件運行的基礎,提供了運行環(huán)境和運行庫等,通服務性軟件,例如操作系統(tǒng)、動態(tài)鏈接庫等。服務層:基礎服務層是一個業(yè)務模塊化的框架,主要負責表示層、組理、模塊自動加載以及模塊之間信息交互。框架是整個軟件的架構(gòu),現(xiàn)的模塊,通過實現(xiàn)編譯生成,以動態(tài)庫或者靜態(tài)庫的形式存在,可項目中。層:組件層負責提供細粒度的功能,通過基礎服務提供的框架,使系業(yè)務功能。組件層的模塊以運行庫的形式存在,不能直接被基礎服基于基礎服務層實現(xiàn)的標準接口之下才能運行,其相當于對原軟件功提供系統(tǒng)的可擴展性。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]無人機通信技術(shù)研究[J]. 彭暉,吳亞超. 警察技術(shù). 2019(01)
[2]基于4G的無人機通信系統(tǒng)優(yōu)勢分析[J]. 趙彩霞. 科技經(jīng)濟導刊. 2018(34)
[3]無人機控制站通用軟件平臺設計[J]. 陳翔宇,楊紅生. 電訊技術(shù). 2018(07)
[4]基于北斗導航系統(tǒng)的無人機飛行監(jiān)管系統(tǒng)設計[J]. 吳超瓊,趙利,梁鋼,劉小康. 測控技術(shù). 2017(08)
[5]鑄劍擒“黑飛”——民用無人機監(jiān)控技術(shù)研討會暨設備展示會綜述[J]. 馬斌. 中國無線電. 2017(07)
[6]無人機空中交通監(jiān)視系統(tǒng)設計[J]. 楊波,陳金水,陳洋,柳楠. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(31)
[7]國內(nèi)外民用無人機行業(yè)發(fā)展回顧與展望[J]. 吳剛,周斌,楊連康. 經(jīng)濟研究導刊. 2016(12)
[8]GPS失效下的無人機組合導航系統(tǒng)[J]. 柳明. 濟南大學學報(自然科學版). 2015(02)
[9]美軍無人機通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 關(guān)中鋒. 通信技術(shù). 2014(10)
[10]無人機群通用控制站的技術(shù)需求分析[J]. 柴立功,樊甫華,董世友,張波. 無線電工程. 2013(10)
碩士論文
[1]支持MAVLink通信協(xié)議的微型無人機數(shù)傳電路設計[D]. 王楠.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]基于Android平臺的多旋翼無人機地面監(jiān)控系統(tǒng)設計[D]. 呂宋.南京信息工程大學 2016
[3]小型多旋翼飛行器系統(tǒng)設計及自主任務規(guī)劃[D]. 王占.大連理工大學 2016
[4]無人機地面站軟件設計及航跡規(guī)劃算法研究[D]. 葉聽.浙江大學 2016
[5]小型無人機地面站軟件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 鄭華美.電子科技大學 2015
[6]基于無線網(wǎng)絡的流媒體傳輸擁塞控制的研究[D]. 張彧也.重慶大學 2014
[7]無線遙控智能車控制系統(tǒng)[D]. 郝建領(lǐng).西安電子科技大學 2007
本文編號:2961430
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