4G網(wǎng)絡(luò)無人機(jī)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-01-06 23:19
近幾年,民用無人機(jī)市場發(fā)展迅速,小型無人機(jī)具有構(gòu)造簡單、操作簡易等特點(diǎn),被應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。但由于無人機(jī)行業(yè)缺乏完善的管理監(jiān)督體系,無人機(jī)造成的突發(fā)事件日益增多。為了解決無人機(jī)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(jī)空域范圍;在此基礎(chǔ)上構(gòu)建民用無人機(jī)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(jī)存在無線信道資源匱乏、通信距離受限等問題,給無人機(jī)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(jī)控制站及其通信鏈路發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,明確了將無人機(jī)接入TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的研究方向和需要解決的問題。其次,對實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)無人機(jī)控制中所涉及到的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了介紹。在此基礎(chǔ)上,提出了一種以無人機(jī)端、地面控制站、TD-LTE通信承載網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)。之后搭建了無人機(jī)模擬飛行測試平臺(tái),對無人機(jī)飛行控制功能進(jìn)行模擬測試,根據(jù)測試結(jié)果分析了系統(tǒng)控制機(jī)制以及應(yīng)急措施等方面存在的問題,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以自定義通信協(xié)議完善無人機(jī)控制流程、以連續(xù)控制指令機(jī)制保障無人機(jī)實(shí)時(shí)通信、以控制指令描繪無人機(jī)飛行軌跡解決在GPS信號(hào)缺失環(huán)境下無人機(jī)無法正常返航的改進(jìn)...
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
無人機(jī)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(jī)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(shí)時(shí)性高的特點(diǎn),無人機(jī)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(jī)進(jìn)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(shí)現(xiàn),又稱作開關(guān)指令,每次操作個(gè)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(dòng)置等此類參數(shù)設(shè)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(jī)控制軟件架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)1 無人機(jī)控制軟件層次分析
圖 2.3 無人機(jī)控制軟件架構(gòu)圖功能如下:層:基礎(chǔ)層是上層軟件運(yùn)行的基礎(chǔ),提供了運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行庫等,通服務(wù)性軟件,例如操作系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)鏈接庫等。服務(wù)層:基礎(chǔ)服務(wù)層是一個(gè)業(yè)務(wù)模塊化的框架,主要負(fù)責(zé)表示層、組理、模塊自動(dòng)加載以及模塊之間信息交互?蚣苁钦麄(gè)軟件的架構(gòu),現(xiàn)的模塊,通過實(shí)現(xiàn)編譯生成,以動(dòng)態(tài)庫或者靜態(tài)庫的形式存在,可項(xiàng)目中。層:組件層負(fù)責(zé)提供細(xì)粒度的功能,通過基礎(chǔ)服務(wù)提供的框架,使系業(yè)務(wù)功能。組件層的模塊以運(yùn)行庫的形式存在,不能直接被基礎(chǔ)服基于基礎(chǔ)服務(wù)層實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)接口之下才能運(yùn)行,其相當(dāng)于對原軟件功提供系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無人機(jī)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(jī)通信系統(tǒng)優(yōu)勢分析[J]. 趙彩霞. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(34)
[3]無人機(jī)控制站通用軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 陳翔宇,楊紅生. 電訊技術(shù). 2018(07)
[4]基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的無人機(jī)飛行監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(jī)監(jiān)控技術(shù)研討會(huì)暨設(shè)備展示會(huì)綜述[J]. 馬斌. 中國無線電. 2017(07)
[6]無人機(jī)空中交通監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊波,陳金水,陳洋,柳楠. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(31)
[7]國內(nèi)外民用無人機(jī)行業(yè)發(fā)展回顧與展望[J]. 吳剛,周斌,楊連康. 經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊. 2016(12)
[8]GPS失效下的無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 柳明. 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[9]美軍無人機(jī)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(jī)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(jī)數(shù)傳電路設(shè)計(jì)[D]. 王楠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于Android平臺(tái)的多旋翼無人機(jī)地面監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 呂宋.南京信息工程大學(xué) 2016
[3]小型多旋翼飛行器系統(tǒng)設(shè)計(jì)及自主任務(wù)規(guī)劃[D]. 王占.大連理工大學(xué) 2016
[4]無人機(jī)地面站軟件設(shè)計(jì)及航跡規(guī)劃算法研究[D]. 葉聽.浙江大學(xué) 2016
[5]小型無人機(jī)地面站軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄭華美.電子科技大學(xué) 2015
[6]基于無線網(wǎng)絡(luò)的流媒體傳輸擁塞控制的研究[D]. 張彧也.重慶大學(xué) 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(xué) 2007
本文編號(hào):2961430
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
無人機(jī)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(jī)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(shí)時(shí)性高的特點(diǎn),無人機(jī)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(jī)進(jìn)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(shí)現(xiàn),又稱作開關(guān)指令,每次操作個(gè)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(dòng)置等此類參數(shù)設(shè)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(jī)控制軟件架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)1 無人機(jī)控制軟件層次分析
圖 2.3 無人機(jī)控制軟件架構(gòu)圖功能如下:層:基礎(chǔ)層是上層軟件運(yùn)行的基礎(chǔ),提供了運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行庫等,通服務(wù)性軟件,例如操作系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)鏈接庫等。服務(wù)層:基礎(chǔ)服務(wù)層是一個(gè)業(yè)務(wù)模塊化的框架,主要負(fù)責(zé)表示層、組理、模塊自動(dòng)加載以及模塊之間信息交互?蚣苁钦麄(gè)軟件的架構(gòu),現(xiàn)的模塊,通過實(shí)現(xiàn)編譯生成,以動(dòng)態(tài)庫或者靜態(tài)庫的形式存在,可項(xiàng)目中。層:組件層負(fù)責(zé)提供細(xì)粒度的功能,通過基礎(chǔ)服務(wù)提供的框架,使系業(yè)務(wù)功能。組件層的模塊以運(yùn)行庫的形式存在,不能直接被基礎(chǔ)服基于基礎(chǔ)服務(wù)層實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)接口之下才能運(yùn)行,其相當(dāng)于對原軟件功提供系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[3]無人機(jī)控制站通用軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)[J]. 陳翔宇,楊紅生. 電訊技術(shù). 2018(07)
[4]基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的無人機(jī)飛行監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(jī)監(jiān)控技術(shù)研討會(huì)暨設(shè)備展示會(huì)綜述[J]. 馬斌. 中國無線電. 2017(07)
[6]無人機(jī)空中交通監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊波,陳金水,陳洋,柳楠. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(31)
[7]國內(nèi)外民用無人機(jī)行業(yè)發(fā)展回顧與展望[J]. 吳剛,周斌,楊連康. 經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊. 2016(12)
[8]GPS失效下的無人機(jī)組合導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 柳明. 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[9]美軍無人機(jī)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(jī)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(jī)數(shù)傳電路設(shè)計(jì)[D]. 王楠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于Android平臺(tái)的多旋翼無人機(jī)地面監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 呂宋.南京信息工程大學(xué) 2016
[3]小型多旋翼飛行器系統(tǒng)設(shè)計(jì)及自主任務(wù)規(guī)劃[D]. 王占.大連理工大學(xué) 2016
[4]無人機(jī)地面站軟件設(shè)計(jì)及航跡規(guī)劃算法研究[D]. 葉聽.浙江大學(xué) 2016
[5]小型無人機(jī)地面站軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄭華美.電子科技大學(xué) 2015
[6]基于無線網(wǎng)絡(luò)的流媒體傳輸擁塞控制的研究[D]. 張彧也.重慶大學(xué) 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(xué) 2007
本文編號(hào):2961430
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