小型模塊化無人機地面站系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

 　　隨著航空攝影、公共安全、電力巡查、林業(yè)保護等領(lǐng)域?qū)π⌒蜔o人機地面站系統(tǒng)需求的增加，小型模塊化無人機地面站系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)相對滯后。為了克服現(xiàn)有小型地面站系統(tǒng)模塊化程度差、系統(tǒng)復(fù)雜、擴展能力弱的問題，迫切需要開發(fā)一個小型無人機地面站系統(tǒng)來解決上述問題。本文主要研究小型模塊化無人機地面站系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。在分析項目背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和小型模塊化無人機地面站系統(tǒng)的系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究目的和技術(shù)指標(biāo)，對地面站系統(tǒng)進行了總體方案的模塊化設(shè)計和軟硬件子方案設(shè)計。根據(jù)要求，設(shè)計了一個模塊化的小型地面站系統(tǒng)，并將其硬件分為三個部分。

　　操作擴展底座和平板電腦。在手動模式下，通過操作擴展底座實時控制無人機；在自動模式下，無人機根據(jù)平板電腦的計劃軌跡獨立飛行。然后分為軟件和硬件兩部分，詳細描述了系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。在硬件方面，主要對操作臺進行了詳細的電路設(shè)計與實現(xiàn)，并利用基于遙桿的無線電臺和按鍵等人機交互設(shè)備實現(xiàn)了對無人機的實時控制。在軟件方面，基于.Net框架和開源地圖控制，實現(xiàn)了地面站系統(tǒng)的飛行監(jiān)控、地圖顯示、航路規(guī)劃等功能。該系統(tǒng)基于C語言實現(xiàn)了兩個Cserial口串口通信類。它用于在手動模式下通過遙桿發(fā)送和接收遙測和遙控數(shù)據(jù)以及發(fā)送控制命令。同時，在選擇通信協(xié)議時，采用了MAVlink小型無人機通信協(xié)議，降低了系統(tǒng)成本，降低了系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度。最后，對無人機地面站系統(tǒng)進行了功能驗證和遙測數(shù)據(jù)后處理，驗證了系統(tǒng)設(shè)計的合理性和具體實現(xiàn)過程的有效性。該系統(tǒng)實現(xiàn)了小型地面站系統(tǒng)的基本遙測遙控功能。本項目開發(fā)的小型模塊化無人機地面站系統(tǒng)已通過行業(yè)級無人機系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試。其模塊化程度高，可重用性強，成本低，對同類設(shè)備的開發(fā)具有一定的借鑒意義。