本文關鍵詞：一款基于C#的農用噴施無人機地面站的設計與實現

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【摘要】：近年來,無人機越來越多的應用在了如航拍、現代物流、農業(yè)噴施等民用領域中。作為無人機系統中重要的組成部分,無人機地面站能夠通過無線數傳設備對無人機進行實時飛行狀態(tài)監(jiān)測并且實現飛行任務規(guī)劃功能。本文的研究目的是設計一款專用于農業(yè)噴施無人機的地面站軟件,主要介紹了無人機地面站的組成原理、相關專用技術,重點研究了農業(yè)噴施無人機地面站軟件的整體與模塊設計。本文重點研究了以下內容:根據面向對象的編程思想,對無人機地面站軟件進行層級劃分與整體設計。地面站軟件整體結構分為四個層級:應用層、規(guī)劃層、執(zhí)行層、傳輸層。根據地面站功能劃分主要介紹了虛擬儀表模塊、電子地圖模塊和農業(yè)任務規(guī)劃模塊和數據管理與傳輸模塊四部分的設計和在Windows系統下C#.NET平臺上各模塊功能的實現。虛擬儀表模塊是基于OpenGL與GDI+開發(fā)設計的,通過對數據信息進行解碼提取,將無人機的飛行狀態(tài)與設備狀態(tài)進行實時顯示。電子地圖模塊通過GMap.NET在軟件設計平臺下的二次開發(fā),實現對電子地圖的縮放、平移等功能操作,根據讀取飛行數據的經緯度信息可以在電子地圖上實時顯示無人機的飛行位置。農業(yè)任務規(guī)劃模塊主要包含了對無人機起飛前的各項校準設置、噴施設備參數設置、噴施區(qū)域劃分設置以及無人機噴施任務規(guī)劃四部分功能。數據傳輸與管理模塊設計使地面站能夠讀取飛行控制器上的數據信息并且將控制指令發(fā)送至飛行控制器上,能夠完成飛行數據和控制指令的存儲,還可以調取所需要的信息到虛擬儀表模塊和航跡跟蹤與規(guī)劃模塊實現飛行航跡再現。軟件設計完成后進行了測試,利用實驗室項目設計的飛行控制器模擬無人機飛行狀態(tài),將無人機所發(fā)送的數據傳給地面站所在計算機,測試了地面站軟件的實時狀態(tài)與航跡顯示功能。最后無人機實際測試結果證明了本文所設計的無人機地面站在數據傳輸、任務規(guī)劃、實時信息顯示的等核心功能達到預期結果,現已成功應用于某型多旋翼無人機,實現對農業(yè)噴施無人機的監(jiān)測與任務規(guī)劃。
【關鍵詞】：農用噴施無人機 地面站 軟件平臺 虛擬儀表
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V351
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 縮略語對照表11-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 農用噴施無人機研究背景及現狀15-17
• 1.2 無人機地面站系統概述17-19
• 1.2.1 無人機地面站系統17-18
• 1.2.2 無人機地面站系統軟件18-19
• 1.3 國內外主要研究現狀19-23
• 1.3.1 國外主要研究現狀19-22
• 1.3.2 國內主要研究現狀22-23
• 1.4 論文研究內容以及結構安排23-25
• 第二章 課題相關技術及分析25-33
• 2.1 圖像繪制仿真技術25-27
• 2.1.1 OpenGL技術特點與原理概述25-26
• 2.1.2 GDI+技術特點與原理概述26-27
• 2.2 C#.NET framework 平臺特點27-28
• 2.2.1 C#特性概述27-28
• 2.2.2.NET framework特性概述28
• 2.3 農用噴施無人機地面站軟件相關技術28-31
• 2.3.1 電子地圖模塊實現控件GMap.NET28-29
• 2.3.2 MAVLink通信協議29-30
• 2.3.3 多線程技術30-31
• 2.4 本章小結31-33
• 第三章 農用噴施無人機地面站軟件總體設計33-41
• 3.1 農用噴施無人機地面站軟件的需求33-34
• 3.2 農用噴施無人機地面站軟件的整體設計方案34-40
• 3.2.1 地面站軟件的設計思想34
• 3.2.2 軟件層級體系結構設計34-37
• 3.2.3 地面站軟件的模塊劃分37-38
• 3.2.4 地面站軟件的工作流程38-39
• 3.2.5 地面站軟件的操作界面設計39-40
• 3.3 本章小結40-41
• 第四章 農用噴施無人機地面站各模塊設計41-69
• 4.1 虛擬儀表模塊設計方案41-50
• 4.1.1 虛擬儀表模塊數據結構41-42
• 4.1.2 虛擬儀表模塊數據傳輸分析42-43
• 4.1.3 虛擬儀表模塊設計方案43-44
• 4.1.4 虛擬儀表模塊的軟件實現44-50
• 4.2 電子地圖模塊設計方案50-57
• 4.2.1 電子地圖模塊功能50-51
• 4.2.2 電子地圖模塊設計方案分析51-52
• 4.2.3 電子地圖模塊的設計與實現52-57
• 4.3 噴施任務規(guī)劃模塊設計方案57-65
• 4.3.1 噴施任務規(guī)劃模塊功能57-58
• 4.3.2 噴施任務規(guī)劃模塊功能設計方案58-59
• 4.3.3 噴施任務規(guī)劃模塊的軟件實現59-65
• 4.4 數據傳輸與管理模塊設計方案65-69
• 4.4.1 數據傳輸模塊65
• 4.4.2 雙協議異步通信設計實現65-66
• 4.4.3 數據管理模塊66-67
• 4.4.4 數據管理模塊設計實現67-69
• 第五章 軟件測試69-75
• 5.1 測試環(huán)境的搭建69
• 5.2 軟件功能測試69-73
• 5.2.1 儀表數據顯示測試69-71
• 5.2.2 電子地圖模塊測試71-72
• 5.2.3 數據寫入與保存測試72-73
• 5.3 實際無人機在線整體測試73-75
• 第六章 總結與展望75-77
• 6.1 論文總結75
• 6.2 工作展望75-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81-83
• 作者簡介83-84

【參考文獻】

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本文編號：1046028