基于ARM7平台的超小型无人驾驶飞行器手持式地面站系统
毕业论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计
2016 南阳理工学院本科生毕业设计论文学院系电子与电气工程学院专业电子信息工程学生指导教师完成日期南阳理工学院本科生毕业设计论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计Autonomous control system for the quadrotor unmannedaerial vehicle based on ARM processors总计毕业设计论文25 页表格0 个插图20 幅3 南阳理工学院本科毕业设计论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计Autonomous controlsystem for the quadrotor unmanned aerial vehicle based on ARM processors学院系电子与电气工程学院专业电子信息工程学生姓名学号指导教师职称评阅教师完成日期南阳理工学院Nanyang Institute of Technology4基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计[摘要]针对改变传统以单片机为处理器的四旋翼自主控制飞行器控制方式的问题设计了一种基于嵌入式ARM的飞行控制系统的设计和实现方案。
这是一种基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小无人机飞行控制系统的整体方案。
详细介绍了控制系统的总体构成以及硬软件设计方案包括传感器模块、视屏采集模块、系统核心控制功能模块、无线通信模块、地面控制和数据处理模块。
实验结果表明该设计结合嵌入式实时操作系统保证了系统的高可靠性和高实时性能满足飞行器起飞、悬停、降落等飞行模态的控制要求。
[关键词]ARM四旋翼自主飞行器控制系统。
Autonomous control system for the quadrotor unmannedaerial vehicle based on ARM processors Abstract In order to change the conventional control of four—rotor unmanned aerial vehicles using microcontroller as the processor a solution of flightcontrol system based on embedded ARM was presented which is low-cost,small volume, low power consumption and high performance. The purpose ofthe work is for attending the National Aerial Robotics Competition. The mainfunction of the system the hardware structure and the software design werediscussed in detail including the sensor module the motor module the wirelesscommunication module With embedded real time operating system to ensurethe system’s high reliability and real-time performance the experiments resultsshow that the requirements of flight mode are satisfied including taking ofhovering and landing and so onKey words ARM four-rotor unmanned aerial vehicles control system5 of the control signals 1 四旋翼飞行器的简介 1.1题目综述微型飞行器MicroAir Vehicle/MAV的概念最早是在上世纪九十年代由美国国防部远景研究局DARPA提出的。
基于PowerPC和FPGA的小型无人直升机飞行控制计算机系统设计
基于PowerPC和FPGA的小型无人直升机飞行控制计算机系统设计潘越;宋萍;李科杰【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2013(21)1【摘要】针对小型无人直升机体积小、负载轻和飞行控制计算量大、实时性要求高的特点,提出了一种基于PowerPC和FPGA主从处理器结构的飞行控制计算机系统设计方法,该设计主处理器采用MPC8280通用嵌入式双核处理器,从处理器采用XC3S400 FPGA处理器；PowerPC多任务软件基于VxWorks实时操作系统,FPGA软件采用多进程结构；相比传统的飞行控制计算机系统,基于PowerPC 和FPGA主从处理器结构的飞行控制计算机系统具有结构紧凑、功耗低、处理能力强、实时性好和资源利用率高的特点；采用基于Pow-erPC和FPGA的飞行控制计算机系统的小型无人直升机实现了自主飞行,验证了该飞行控制计算机系统设计的有效性和合理性.【总页数】4页(P112-115)【作者】潘越;宋萍;李科杰【作者单位】北京理工大学机电学院智能机器人研究所,北京 100081;北京理工大学机电学院智能机器人研究所,北京 100081;北京理工大学机电学院智能机器人研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】V249.1【相关文献】1.基于PowerPC的小型无人机飞行控制系统设计 [J], 尚何章;李春涛2.小型无人直升机模糊飞行控制系统设计 [J], 宋彦国;张呈林3.基于DSP和FPGA的无人直升机飞行控制系统 [J], 江涛;吴爱国;郭润夏;崔巍;张洁4.基于PowerPC和FPGA的小型化飞行管理计算机设计 [J], 边庆5.基于干扰观测器的小型无人直升机H_∞飞行控制 [J], 梅蓉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ARM的机器人套件控制系统设计
基于ARM的机器人套件控制系统设计学院自动化学院专业测控技术与仪器班级04070101学号2010040701021姓名王翰章指导教师卢艳军负责教师卢艳军沈阳航空航天大学2014年6月沈阳航空航天大学毕业设计（论文）摘要智能遥控避障循迹小车是基于ARM的创新实验教学平台所开发出的一款产品，既可以作为家庭智能清洁机器人，也可以在工厂仓库中作为沿固定线路运货的货运机器人。
采用先进的嵌入式系统开发，成为服务机器人里一个新的研究领域，具有很强的市场价值。
本设计的智能小车采用基于ARM7架构的LPC2138微处理器，设计开发了智能小车的控制系统，通过对超声波测距原理、红外线NEC协议、PWM舵机调速原理和LPC2138内部寄存器知识的掌握和合理配置，使小车集红外线遥控、超声波避障、红外对射管循迹三种功能于一体。
利用逻辑分析仪对小车三种功能的时序进行采集，根据采集到的时序设计程序，实现了利用红外遥控器对这三种方式的手动切换。
关键词：红外遥控；ARM7；超声波避障；红外对射管循迹基于ARM的机器人套件控制系统设计Title of Paper (in English)AbstractIntelligent Remote obstacle avoidance tracking car is based on ARM innovative experimental teaching platform. either as a family intelligent cleaning robot can also be used as cargo freight robot along a fixed line in warehouse, using advanced embedded systems technology, which become a new research field in service robots, with strong market value. The design of the intelligent car use LPC2138 ARM7 microprocessor architecture, through the principle of ultrasonic distance measurement, infrared NEC protocol, the principle of PWM and the reasonable configuration of LPC2138 internal registers, which also set three functions in one. I use a logic analyzer for collecting the sequence of time, according to the timing of the acquisition to achieve the use of infrared manual remote switching of these three founctions.Keywords：Infrared remote control；ARM7；Ultrasonic obstacle avoidance；Infrared ray tube tracking沈阳航空航天大学毕业设计（论文）目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及研究的意义 (1)1.2 课题的研究现状 (1)1.3研究内容和论文的结构安排 (2)2传感器工作原理 (3)2.1主控芯片简介 (3)2.2光电传感器的工作原理 (3)2.3超声波测距的原理 (4)2.4红外通信基本原理 (5)2.5 NEC协议 (5)2.6舵机工作原理 (5)3 总体方案设计 (7)3.1超声波自动避障小车 (7)3.2手动遥控小车 (8)3.3自动循迹小车 (9)3.4利用红外遥控器实现对三种方式的手动切换 (10)4 软件功能设计 (11)4.1高低电平持续时间的捕获模型：按键持续时间采集 (11)4.2 红外编码值捕获程序 (13)4.3 超声波测距捕获程序 (16)4.4 舵机驱动程序 (17)4.5 三种方式切换程序 (18)5.系统调试分析 (20)5.1系统设计中的注意事项 (20)5.1.1外部因素 (20)5.1.2内部因素 (20)5.2硬软件总体调试 (20)基于ARM的机器人套件控制系统设计5.1.1硬件 (21)5.1.2软件 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录Ⅰ智能遥控循迹避障小车程序清单 (24)沈阳航空航天大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 课题背景及研究的意义基于ARM7的机器人套件教学实验平台是一个专为学生提供的教学实验平台，鼓励学生亲自动手操作，按照自己的想法来设计硬件结构和软件编程，通过对机器人结构的不断设计、组装和对程序的不断修改、调试来使学生具有广阔的发挥余地并激发出学习热情和创造能力，能够广泛适用于机械、机电一体化、电气工程、自动化工程等方向的就业需求。
基于ARM处理器的小型无人机自动驾驶仪的设计
基于ARM处理器的小型无人机自动驾驶仪的设计
章飚;丁国辉
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2004(023)0z1
【摘要】自动驾驶仪是无人机飞行控制系统的核心,采用ARM处理器和MEMS传感器件设计小型无人机自动驾驶仪符合飞控系统的高精度、小型化、数字化发展趋势,具有很好的应用前景.
【总页数】5页(P255-258,261)
【作者】章飚;丁国辉
【作者单位】航天科工集团第三研究院,8357研究所,天津,300141;航天科工集团第三研究院,8357研究所,天津,300141
【正文语种】中文
【中图分类】V241
【相关文献】
1.基于T-S模型的无人机模糊调参自动驾驶仪设计 [J], 杨婷
2.小型无人机自动驾驶仪设计与实现 [J], 杜大程;刘莉
3.基于CAN网络小型直升机自动驾驶仪硬件及导航系统设计 [J], 赵涛;汪滔
4.基于多旋翼无人机的小型海洋磁力数据采集系统设计与实现 [J], 赵展铭;裴彦良;梁冠辉;宗乐;刘保华
5.基于鲁棒H_(∞)控制的无人机纵向自动驾驶仪设计 [J], 李勇;李树豪;党利
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一种便携穿戴式无人机地面控制站系统[发明专利]
![一种便携穿戴式无人机地面控制站系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/55a53bcc58fb770bf68a55d1.png)
专利名称：一种便携穿戴式无人机地面控制站系统
专利类型：发明专利
发明人：郭齐红,李超,杨永强,张佩,林康,周权,祖金戈,汪连晖,孙阳,张丽娇
申请号：CN201610070983.5
申请日：20160202
公开号：CN105717943A
公开日：
20160629
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于航空航天地面保障应用领域，具体涉及一种便携穿戴式无人机地面控制站系统。
所述便携穿戴式无人机地面控制站系统，包括：用于控制无人机飞行状态并能实现无人机自动驾驶的控制台；用于向所述控制台输入飞行控制参数的控制键盘；用于手动控制无人机驾驶的手动驾驶装置；用于将所述控制台固定在操控人员身上的穿戴装置；所述控制键盘与控制台为有线或无线连接，所述手动驾驶装置和控制台连接，所述控制台和穿戴装置连接。
本发明集成度高、结构紧凑、单人即可实现自动、手动控制一体化，地面控制站台能随操控人员移动，机动性强。
申请人：铱格斯曼航空科技集团有限公司
地址：100083 北京市海淀区知春路1号学院国际大厦11层1101室
国籍：CN
代理机构：北京中海智圣知识产权代理有限公司
代理人：胡静
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国内外比较好的几款飞控系统介绍和性能配置
国内外几款比较好的飞控产品（1）零度智控的YS09飞控套件主要参数：开发板硬件资源介绍电源芯片LM2596-5，允许输入7~20V电压，为电路板提供稳定5V；LM2677，为舵机、接收机提供6V电压，统一供电。
中央处理器CPU ATMEL公司的AT91RM9200，工业级，主频200MHZ。
外部动态存储器1片SDRAM，HY57V641620E。
FLASH 1片512K的DATAFLASH；可扩充32M的FLASH，RC28F320J3C-125。
串口4个全双工串口，包含1个DBG口。
调试及下载接口一个标准10芯JTAG口。
FPGA ALTERA公司的CYCLONE系列EP1C3T100。
LED指示灯两个贴片LED，可由程序及FPGA代码控制点亮与熄灭。
GPS模块UBLOX的LEA-4S，支持4HZ刷新率。
压力计集成IMU两个MS5534A气压传感器，数字SPI总线，精度0.1mba，可获得气压高度与空速。
Analog Devices公司新推出的3轴加速度计与3轴陀螺仪集成器件ADIS16355，IMU整体解决方案，消除正交误差。
电压转换芯片一片AD7998，8个独立通道，12位转换精度，TWI总线。
其它留有系统扩展接口，输出到舵机的信号全部由驱动芯片74LVC16245进行了隔离。
图13 YS09飞控正视图图14 YS09飞控后视图（2）北京普洛特无人飞行器科技有限公司的UP30/40飞控系统UP30性能参数：•集成3轴MEMS加速度计、速率陀螺，GPS，空速传感器，及更高精度的全数字气压高度计•供电范围扩展为4~26V，很多电动飞机的动力电可以直接给其供电•体积相对UP20更小巧，仅为40X100X12mm3，重量26g•外部接口和任务功能灵活且可以定制•可内置3轴电子罗盘，支持3轴云台控制•具备GPS/INS惯性导航功能，满足在丢星情况下返回起飞点•舵机扩展到10~24个，分别可以执行飞行控制和其他任务•支持国产低速通讯电台（最低波特率至1200bps），使得通讯距离更远、更可靠、误码率更低•2~6个10位AD，1路16位AD，充分满足任务数据采集需求•大气数据探测能力，可以观测大气温压湿，以及风向风速•具备UP20所具备的定时定距以及定点的航拍功能•具备2路转速监测，特别适合于双发动机的无人机、无人飞艇的转速监测•新的电气停车功能支持除了原来的磁电机发动机（如小松系列），还支持CDI点火的发动机（如3w等）•支持全自动伞降；可连接超声波高度传感器实现全自动的滑跑降落，只需要在地面站上指定降落点与方向以及左右盘旋，飞控自动推算下滑航线。
基于捷联航姿解算原理的微型飞行器自动驾驶仪的设计
摘
要 ：提 出一种供 微 型 飞行 器使用 的 自动 驾驶仪 系统硬件 和软 件 系统设 计 方法。 它是基 于ＡＲＭ７ＴＤＭＩ 一 内核
的ＣＰ Ｕ和 Ｃ ＡＮ２０ ｒ业 现 场 总 线 的 多 处 理 器 并 行 处 理 结 构 ， 软 件 上 采 用 前 后 台 式 结 构 ， 传 感 器使 用 ＭＥＭＳ ．Ｂ＿ － 器件 。
定 的高传 输 速 率 要求 。 所 以，ＭＧＮＣ 系 统 中 的总 线
概 要 求 是 ：多 主 、 高 速 率、 高 可靠 性。 ＭＧＮＣ系 统
５ ８
大
连
大
掌
掌
报
第３ ２卷
的功 能 需求如 图１ 示。 所
ＭＧＮＣ 统 需 要 获 知 当 前 大 气 的 动 压 和 静 系
计ＭＧＮＣ系 统 硬件 编 排 和 软 件 构 架 方 案 ； 组合 航 姿
磁 场 矢 量 等准 不 变 量 的 测 量 来 获 取 载 体 姿 态 （ 称 简
双 矢 量 法 ） ［；制 导 一般 使用 与 当 前航 段 的 侧 偏距 Ｓ ２ 】 来生成 制 导命 令 ，发 送给 控制 部 分执 行 。
测 量 是 将 惯 性 器 件 和 磁 罗 盘 等 器 件 的 数 据 组 合 起 来 获 取 ～ 个 最 优 航 姿 估 计 值 ； 控 制 率 设 计 ， 在 经 典Ｐ Ｄ控 制基 础上 加 入模 糊 原理 ，把 人 的经 验通 过 模 Ｉ 糊 集 方法 设计 到控 制 率 中。
两 部 分 ，ＧＰ Ｓ与制 导部 分 合 并 ，姿 态 导 航 与姿 态 控 制 部分 合 并 ，这 样 系 统 就 简 化 为导 航 制 导 和 姿 态 控
基于ARM的小型无人机飞行控制器设计
无人机在飞行过程中， 为了实现一定的飞行任务， 飞行控制 器首先要能稳定飞行的姿态、速度和高度， 使其按预定的航路飞 行； 还要能控制飞行 的 姿 态 、速 度 和 高 度 ， 使 其 能 按 照 地 面 工 作 人员的遥控指令来调整， 适应飞行任务的改变， 并且能够自适应 调整来适应飞行环境的变化。随着无人机任务的不断复杂， 对 无人机性能的要求越来 越 高 ， 不 仅 要 求 飞 行 距 离 远 、高 度 高 、续 航时间长， 而且要求无人机飞行速度快和载荷多， 同时具有故障 自 诊 断 、故 障 自 修 复 、自 主 飞 行 等 等 诸 多 功 能 。 因 此 无 人 机 上 的 飞行控制器不仅仅保持和控制无人机飞行，
ＲＳ－ ２３２ 或 者 ＲＳ－ ４８５ 接 口 ， 而 Ｓ３Ｃ２４１０ 片 内 集 成 了 ３ 个 ＵＡＲＴ
接 口 ， 不 能 满 足 系 统 的 需 要 。 选 用 专 用 串 口 扩 展 芯 片 ＬＰ２３２８，
它 可 以 把 一 个 ＵＡＲＴ 串 行 口 扩 展 成 ３ 个 全 新 的 全 双 工 ＵＡＲＴ
飞行控制器功能无人机在飞行过程中为了实现一定的飞行任务飞行控制器首先要能稳定飞行的姿态速度和高度使其按预定的航路飞还要能控制飞行的姿态速度和高度使其能按照地面工作人员的遥控指令来调整适应飞行任务的改变并且能够自适应调整来适应飞行环境的变化
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合， 这样将获得比较高的性价比。ＳＤＲＡＭ 由两片 Ｋ４Ｓ５６１６３２ 组
成共 ６４Ｍ 字节， 工作 ３２ 位模式下； ＮＡＮＤ ＦＬＡＳＨ 采用的是 ６４Ｍ
字节的 Ｋ９Ｆ１２０８， 可兼容 １６Ｍ、３２Ｍ、１２８Ｍ 字 节 ； ＮＯＲ ＦＬＡＳＨ 采
基于ARM的巡飞弹地面站系统的研究的开题报告
基于ARM的巡飞弹地面站系统的研究的开题报告摘要随着科技的不断发展和应用，无人机技术得到了长足的发展。
基于ARM 的巡飞弹地面站系统是利用ARM芯片的高性能和低功耗的特点研制的无人机控制系统。
本文主要围绕基于ARM的巡飞弹地面站系统展开研究，主要探讨了系统的硬件组成、软件编写、通信协议及控制算法等方面。
通过此研究，可以提高地面站系统的性能，加强控制能力，为无人机技术的进一步发展提供技术支持。
关键词：基于ARM；巡飞弹地面站系统；无人机技术。
AbstractWith the development and application of technology, unmanned aerial vehicle technology has made considerable progress. The ground station system for patrols based on ARM is a UAV control system developedusing the high performance and low power consumption characteristics of ARM chips. This article mainly focuses on the research of the ground station system for patrols based on ARM, and explores the hardware composition, software programming, communication protocols, and control algorithms of the system. Through this research, the performance of the ground station system can be improved to enhance the control ability and provide technical support for the further development of UAV technology.Keywords: ARM-based; ground station system for patrols; unmanned aerial vehicle technology.一、课题背景随着科技的不断发展和应用，无人机技术越来越受到人们的关注，应用领域也逐渐扩大。
小型无人机地面目标跟踪系统机载云台自适应跟踪控制
小型无人机地面目标跟踪系统机载云台自适应跟踪控制
辛哲奎;方勇纯;张雪波
【期刊名称】《控制理论与应用》
【年(卷),期】2010(027)008
【摘要】本文针对小型无人机地面目标跟踪系统,提出了一种机载云台自适应跟踪控制算法.该算法在摄像机外参数未知的情况下,利用图像信息和机载传感器得到的无人机状态进行反馈,最终实现了对云台摄像机姿态的控制,使得无人机在跟踪目标飞行过程中,地面目标可以始终保持在摄像机的图像中心.为此,论文首先通过分析无人机、目标和摄像机三者的相对位姿关系,建立了目标点在图像平面的运动学模型.在此基础上,基于李雅普诺夫稳定性理论设计了自适应控制算法.理论分析与仿真结果表明本文所设计的摄像机姿态控制器在摄像机外参数未知的情况下,可以使被跟踪目标始终保持在图像中心.
【总页数】6页(P1001-1006)
【作者】辛哲奎;方勇纯;张雪波
【作者单位】南开大学,信息技术科学学院,天津,300071;南开大学,信息技术科学学院,天津,300071;南开大学,信息技术科学学院,天津,300071
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于扰动观测器的多旋翼无人机机载云台模糊自适应跟踪控制 [J], 王日俊;白越;续志军;宫勋;张欣;田彦涛
2.小型无人机机载通信干扰机控制系统设计与实现 [J], 黄静萍;丁玮
3.无人机地面目标跟踪系统的建模与控制 [J], 辛哲奎;方勇纯
4.面向小型无人机的两轴稳像云台控制系统 [J], 陈彤阳;王向军
5.小型无人机机载两轴云台设计与实现 [J], 杨润;闫开印;马术文
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无人机地面站
无人机地面站地面站作为整个无人机系统的作战指挥中心，其控制内容包括:飞行器的飞行过程，飞行航迹, 有效载荷的任务功能，通讯链路的正常工作，以及飞行器的发射和回收。
中文名:无人机地面站外文名:UAV ground station目录概述地面站的配置和功能概述•地面站的典型配置•地面站的典型功能关键技术及典型解决方案•友好的人机界面•操作员的培训•一站多机的控制•开放性、互用性与公共性•地面站对总线的需求•可靠的数据链无人机地面站发展的趋势概述近20年来，无人机己发展成集侦察、攻击于一体，而未来的无人机还将具有全自主完成远程打击甚至空空作战任务的攻击能力。
同时，与无人机发展相匹配的地面控制站（GCS:Ground Control Station）将具有包括任务规划、数字地图、卫星数据链、图像处理能力在内的,集控制、瞄准、通信、处理于一体的综合能力。
未来地面站的功能将更为强大：不仅能控制同一型号的无人机群，还能控制不同型号无人机的联合机群。
地面站系统具有开放性和兼容性，即不必进行现有系统的重新设计和更换就可以在地面控制站中通过增加新的功能模块实现功能扩展,相同的硬件和软件模块可用于不同的地面站.地面站作为整个无人机系统的作战指挥中心，其控制内容包括：飞行器的飞行过程、飞行航迹、有效载荷的任务功能、通讯链路的正常工作，以及飞行器的发射和回收。
GCS除了完成基本的飞行与任务控制功能外，同时也要求能够灵活地克服各种未知的自然与人为因素的不利影响,适应各种复杂的环境，保证全系统整体功能的成功实现。
未来的地面站系统还应实现与远距离的更高一级的指挥中心联网通讯，及时有效地传输数据、接收指令,在网络化的现代作战环境中发挥独特作用。
地面站的配置和功能概述地面站的典型配置目前，一个典型的地面站由一个或多个操作控制分站组成,主要实现对飞行器的控制、任务控制、载荷操作、载荷数据分析和系统维护等。
(1）系统控制站。
在线监视系统的具体参数，包括飞行期间飞行器的健康状况、显示飞行数据和告警信息。
一种基于ARM嵌入式系统的低成本小型移动机器人平台
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文 章 编 号 ：０ ２ ６ ８ （ ０ ６ ０ 一 Ｏ １ — Ｏ １ ０ — ８ ６ ２ ０ ）５ ０ Ｏ ３
一
种基于 Ａ Ｍ 嵌入式 系统 的低成本 小型移动机器人平 台 Ｒ
俞 声伟 。 建 。 碧波 ， 文 俊 赵 王 颜
要求 。
业 机器人 转 向了 自治 的移 动 机 器人 ， 近 ， 从 单 个 机器 最 又 人 的控制转 向 了多 机器人 的协调 控制 。然 而 ， 价格 是 阻碍 多 机器人 研究 的一个 重 要 因素 。用 于 实 验 室 的机 器 人平 台通常 十分 昂贵 ， 如使 用 广泛 的 一 台 Ｐｏ ｅ ｒ 器 人就 例 ｉｎ ｅ 机
ｌ 引 言
最近数 十年 中 ， 在机器人 领域 的研究 重点 从传 统 的工
ＡＲ Ｔ Ｍ７ ＤＭＩ 内核 高速 的运 算 性 能 ， 得 Ｓ Ｃ ４ Ｏ 使 ３ ４Ｂ Ｘ 可 以实时完 成移 动 机器 人 复 杂 的控 制 算法 、 电机 的 控制 、 传 感器 信 息 的处 理 以及 与 外 部 的 通讯 等 任务 。Ｐ ＷＭ 定 时器 ， Ｃ和 丰 富的 Ｉ０ 和 中断 有 利于运 动 控制 的 实现 。 ＡＤ ／ Ｌ Ｄ控制器 可 以 方 便 的 实 现 Ｌ Ｄ 显 示 。丰 富 的 片 上 资 Ｃ Ｃ 源， 使得我 们 能够 为移 动机器 人设计 多种外 部 接 口。尤 其 它低 功耗特 性很 好 的满 足 了用 电池 供 电 的移 动机 器 人 的
小型旋翼机地面站导航系统
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果表 明：该 系统可 进行 飞行 状 态显 示 、姿 态控 制 、数据 存储 、视 频 显 示和航 迹 显示 ，为下 一步研 究 一站 多机 的 编 队 协 同飞 行控 制 奠定基 础 。 关 键 词 ：小型 旋翼机 ；导航 系统 ； 编 队飞行 ；模 糊控 制
基于ARM7的低成本小型清扫机器人设计
基于ARM7的低成本小型清扫机器人设计
余得贵;徐刚
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2009(000)032
【摘要】文章介绍一种利用常见经济型器件构建的移动清扫机器人方案,它满足低成本、运行可靠、适合产品化等要求。
我们选择了Phillip公司的一款ARM7芯片LPC2210作为处理器,再配合必要的外围IC和传感器,充分利用了处理器的资源,为清扫机器人设计了其所必需的功能,使机器人具备了自主覆盖要清扫的区域,自主找寻充电站充电和能被遥控的各种能力。
【总页数】3页(P193-195)
【作者】余得贵;徐刚
【作者单位】深圳大学机电与控制工程学院,深圳518060
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.小型路面清扫机器人造型设计及优化 [J], 贝旭颖;平雪良;高文研;杨子豪
2.基于ARM7平台的超小型无人驾驶飞行器手持式地面站系统 [J], 胡崟峰;罗均
3.基于ARM的小型湖面漂浮物清扫机器人设计 [J], 刘溯奇;蒋正锋;陆伟艳
4.基于stm32的智能清扫机器人设计 [J], 鲁重钢; 刘红; 徐靖; 刘东豪
5.基于PLC的太阳能面板自动清扫机器人的设计研究 [J], 王佳庆
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于Qt的小型无人机地面站软件设计与实现
基于Qt的小型无人机地面站软件设计与实现
贾杰,刘智腾
【摘要】摘要:介绍小型无人机地面控制系统的架构和主要功能，看重讨论Qt 环境下使用第三方串口通信类、Qwt虚拟仪表、Google离线地图、SQLite数
据库，以实现无人机地面站控制软件的通信链路、飞行数据显示、电子地图、飞行数据的存储等功能。
实验表明，该系统能够基本实现预期的功能。
［期刊名称］计算机与现代化
【年(卷)，期］2015(000)007
【总页数】4
【关键词】关键词:无人机;地面站;Qt
0引言
无人机地面站(Ground Control Station , GCS),即无人机地面控制系统,是无人机系统的重要组成部分。
地面站的主要功能是实时监控飞行器的飞行过程、飞行轨迹、有效载荷、通讯链路以及飞行器的发射和回收，同时也要求能够灵活地克服各种未知的自然与人为因素的不利影响,适应各种复杂的环境，保证全系统整体功能的实现［1 L Qt作为使用广泛的C ++编程环境，界面美观，拥有良好的跨平台能力。
因此，本文选取Qt作为编程工具来实现地面站的各项功能。
1地面站系统总体设计
综合考虑无人机地面站需要实现的功能,由地面站的功能出发对地面站系统进行总体设计。
地面站需要实现的功能有：
1)实时、可靠、高效的数据链路通信;。
小型无人飞艇地面站软件的开发
小型无人飞艇地面站软件的开发
李晶
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2017(000)006
【摘要】针对小型无人飞艇的飞行控制要求,设计了一套面向小型无人飞艇的地面站软件.该地面站具有飞行监控、卫星地图显示、航线规划、数据记录与回放、在线参数修改、指令回报及操作记录、报警提示等功能.软件采用模块化设计,具有直观、形象的良好操作性,并具有很好的扩展性.
【总页数】1页(P15)
【作者】李晶
【作者单位】中国特种飞行器研究所,荆门 448000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于MapX的小型无人机地面站飞行控制软件 [J], 孙日明;赵龙
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基于ARM7的无人机监控系统的设计
基于ARM7的无人机监控系统的设计陈东旭;裴海龙【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2011(32)5【摘要】为了能实时监控无人机设备的状态和提高无人机的安全可靠性,利用ARM7丰富的资源和接口,设计了一套无人机设备监控系统.该系统采用了无线射频模块XT09-SI,利用其长距离特性及高级网络安全等特点,将控制器采集到的信息发送给地面站,并接收地面监控平台发送过来的控制命令.该系统传输的信息不仅包括飞机的姿态及控制命令,还包含传感器、发动机和电源等机上设备的信息.实验结果表明,该系统能快速准确的传输飞机的位置、姿态、控制等信息,能够保障自主飞行时无人直升机的安全.%To monitor the helicopter in the remote area and increase its safety. A design of UAV equipment monitoring system is introduced utilizing the abundant interface of ARM7. This system could transmit the data to the ground station and receive the control command from the station, utilizing the transceiver' s (XT09-S1) quality of long distance and high security. The transmitting information includes the data of attitude and command, but also the information of the sensor, motor and power. Experimental results show that this system can, precisely and rapidly, transmit the information of UAV position, attitude and control information between transceiver and ground station, and guarantee the safety of the helicopter.【总页数】5页(P1613-1616,1621)【作者】陈东旭;裴海龙【作者单位】华南理工大学,自动化科学与工程学院,广东,广州,510640;华南理工大学,自动化科学与工程学院,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TP391.8【相关文献】1.基于ARM7的网络视频监控系统的设计 [J], 景绍学;伍超2.基于ARM7的无线监控系统设计 [J], 陈维祥;艾克拜尔·艾合买提;肖永松3.基于ARM7的多路信号实时监控系统设计 [J], 王培源;王广龙;李戍4.基于ARM7的多路信号实时监控系统设计 [J], 王培源;王广龙;李戍5.基于DER通信技术的农用无人机远程监控系统设计 [J], 刘恋秋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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以通过菜单操作实现，命令行输入是为以后的系统扩展做准备。 系统所有其余模块只需要查找响应的标志字就可以判断是否有
针对自己的命令输入。
３．２飞控数据采集模块
该模块具体流程图如图３所示。程序进入这一模块后，由于 使用ＵＡＲＴ０通过数传模块与飞控计算机通信，这里将启动
ＵＡＲＴ０，并开启中断，在平时这一外设将被关闭以节省功耗。为
一帧完整的数据后，这里包括了
对于校验数据的判断，将数据写 入缓存，在经过换算以图形化的 形式将数据在ＬｃＤ上反映出来。 ＬｃＤ主要界面如图４所示，其中
盛 面一
左边的两个矩形框内为俯仰和 图３飞控数据采集模块流程圈
万方数据
６０
基于ＡＲＭ７平台的超小型无人驾驶飞行器手持式地面站系统
横滚两个通道的飞行曲线，右边的圆内中心十字代表地面站，三 角形代表ＳＵＡＶ，这里以一定的比例根据ＧＰＳ信号显示ＳＵＡＶ 相对地面站的位置。右下角的矩形框内为高度、速度等飞行数 据。最下面为开始、停止按纽及命令输入行，对于按纽的操作和 菜单一样可以通过摇杆或方向键来控制选择。启动数据接收以 后，数据接收过程在ＵＡＲＴＯ中断中完成，将接受到的所有数据 存人数据缓存中，但不做进一步的处理，对于数据的转换和显示 有主程序中根据约定好的协议来完成。当收到停止采集的命令 后，一次性的将所有数据存入ＣＦ卡中，但不清除缓存，为后面 做数据处理做准备。
的操作和对ＣＦ卡的读写操作，各个模块内部、之间对于数据的
操作均以ＲＡＭ中设置的缓存为中间媒体，每次操作以一个批次
的所有数据为单位；同时由于ＬＣＤ采用了自动刷新模式，所有
模块对于屏幕的操作均以设置在ＲＡＭ中显存为目标。
３．１键盘摇杆命令输入分析模块
这一模块的主要任务是由外部的８位单片机实现的，单片
机将摇杆和键盘的输入统一转化为ＡＳＣｌＩ码，利用ＩＩＣ总线以
该地面站系统通过数传电台和ＳＵＡＶ上的飞控计算机通信 获得飞机的飞行数据（包括飞机３轴姿态、角速度、线速度，ＧＰＳ 位置及重要的飞控参数），通过ＧＰＳ接收机获得当前地面站的 精确位置。同时在显示屏上将飞机的飞行姿态、飞机相对地面站 的位置以图形、曲线的方式显示出来，并通过程序内部预先设定 的算法对飞行数据做实时的处理，得到新的飞控参数，返回给飞 控计算机。对于装有增稳系统的ＳＵＡＶ，该地面站可以通过摇杆 或者键盘直接控制飞机，简化操作手的操作。对于可以实现自主 飞行的ＳＵＡＶ，由于地面站上也装有ＧＰＳ接收机，因此可以通 过在图形化的人机界面上设置ＧＰＳ位置来设定飞机的航路点， 来达到自主飞行的目的。 ２硬件设计
里采用３２０｛２４０黑白色的高分辨率液晶显示器，通过通用的
ＬｃＤ接口与ＣＰＵ相连，使得飞行数据可以以更加直观的图形 化的形式显示出来，更加有利于操作人员的分析；地面站通过数
传电台与ＳＵＡＶ上的飞控计算机通信，数据的接受和发送均通
过串口０，波特率为１９２００，同时串口１用来接收来自ＧＰＳ接
收机的位置信号；该系统预留了ＵＳＢ和以太网接口，因此针对
ＧＰＳ接收机的位置信号；之后是启动整个程序运行期间最重要 的一个模块——键盘摇杆命令输入模块，这个模块的主要工作
是在ＩＩＣ中断中完成的，他处理来自键盘和摇杆的所有输入并
对输入的命令进行分析，以提供给其余模块使用。在启动了以上
几个后台任务以后，进入系统主菜单。主菜单中主要设置以下４
个菜单选项：飞控数据采集模块、数据分析模块、ＣＦ卡操作模块 和与ＰＣ机通信模块。为了加快数据处理的速度，减少数据搬移
不同的ＰＣ机可以采用不同的接口与其交换数据，大大增强了 该系统的适应能力。为了提高系统的机动性和长时间工作能力，
在电源部分采用了两节１．２Ｖ－１８００ｍＡ／ｈ的镍镉可充电电池并
联得到２．４Ｖ电压，通过两片ＤＣ—ＤＣ变换器ＭＡＸｌ７９７获得
３．３Ｖ和５Ｖ的电压给系统供电，该ＤＣ—ＤＣ变换器的效率高达
８０％以上，远远超过普通的稳压芯片，使得系统的持续工作能力
设计软件系统。为了提高系统的效率和实现模块化的设计，在
８Ｍ的ＲＡＭ中分出２ＭＢ的空间作为读写ＣＦ卡的数据缓存，同 时也作为飞控数据的缓存，这足够将ＳＵＡＶ一次起降的所有飞
行数据保存下来，然后将这一批次的数据一次性的写入ＣＦ卡
或者从ＣＦ卡中读出来以做分析；再从ＲＡＭ中分出３２０＋２４０／
８＝９６００ Ｂ的空间作为ＬｃＤ的显存，由ＬＣＤ控制器以８０Ｈｚ频
～皇——
ｌ丌用１州帚Ａ【）Ｉ船ｉｔｉ４器｜ ｜．戈¨寸监杜蹭；纨Ｉ乜ＪＩ、】
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星公司发布的官方程序。
之后进入地面站程序
ｍａｉｎ，为了使人机接口
更为友好，操作更加方
便，采用菜单与命令行结 合的方式提供人机交互
接口，因此除了修改飞行
参数以外，其余所有操作
均可通过摇杆来实现。图
２是地面站主要程序流 程图。
得到了很大的提高。实际测试显示两节上述电池可以使系统正
常工作２．５个小时以上；同时将系统的２．４Ｖ电压接到ＣＰＵ的
１０位ＡＤＣ通道Ｏ，以此来实时监控系统电压。
３软件系统设计
由于采用３２位系统，在软件设计上与普通的８位机系统相
比有较大差别。由于目前该地面站的处理任务并不是很复杂，这
里不考虑采用操作系统多任务的形式，还是采用单任务的形式
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ＳＵＡＶ’Ｓ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｉｏｎ ｂａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈｉｐ Ｓ３Ｃ４４８０×（ＡＲＭ７ ｓｙｓｔｅｍ）．Ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｉｎ ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｔ’Ｓ ｍａｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ ｗｉｔｈ ＳＵＡｖ，ｄａｔｅ ａｃｐｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｄａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｄｉｓｐｌａｙ· ｉｎｇ ｔｈｅ ＳＵＡＶ。Ｓ ｐｏｓｅ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ ｗｉｔｈ ＰＣ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｒｙ ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｉｏｎ ｗｉｔｃｈ ｉｓ ｂａｓｅ“ｏｎ ＰＣ，ｔｈｅ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｓｍａｌｌ．１ｉｇｈｔ，ｈａｖｉｎｇ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｏｗｅｒ．ｅａｓｙ ｔｏ ｕｓｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＵＡＶ，Ｐｏｒｔａｂｌｅ，ＡＲＭ。Ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ
率将ＬｃＤ显示器定时刷新。因为采用ＡＲＭ７内核，在主程序之
前有一段Ｂｏｏｔｒｏｍ的程序来初始化内核，包括系统时钟、异常
设置、存储器设置、模式 设置，经过这一系列的初 始化使得ＣＰＵ能够正常 开始工作，关于ｂｏｏｔｒｏｍ 的详细内容可以参考三
系统蜘始化 （ＵＡＲＴ。【Ｉｆ。【ｌＳＢ．巾－ 断．Ｉｊｎ ＬＣＤ．ＣＦｔ４－等）ｊ
｝国家自然科学基金资助（５０４０５０４６），上海市科技启明星计划资助（０３ＱＧｌ４０２０）
万方数据
《工业控制计算机）２００６年１９卷第３期
大量时间放在数据分析和处理上，这里用一个普通的８位单片
机作为键盘、摇杆输入接口，它将键盘和摇杆的输入转化为统一
的ＡＳＣＩＩ字符命令通过ＩＩＣ总线发送给主ＣＰＵ；显示器方面，这
超小型无人驾驶飞行器（ＳＵＡＶ）是指特征尺寸在４５ｃｍ到 ２ｍ之间的飞行器。对于ＳＵＡＶ来说，拥有一个机动灵活、数据 处理能力强大、存储容量大、环境适应能力强的地面站系统是非 常有必要的。目前，国内几家开展ＳＵＡＶ研究的单位所采用的地 面站系统基本上还是以ＰＣ机为平台，在ＰＣ机上对从ＳＵＡＶ 上通过无线电传回来的飞行数据、系统状态数据进行显示、处 理、分析，并向ＳＵＡＶ发出相应指令实施控制。基于ＰＣ机为平 台的地面站系统的优点是：地面站系统开发方便、存储容量大、 图形化效果好、计算能力比较强、可扩展性较强。但是它也有它 的致命缺点：体积较大（即便是笔记本也稍显庞大）携带不方便、 需要外部电源支持。因此，笔者为了解决传统地面站对环境要求 较高这一缺点，利用３２位的ＡＲＭ系统开发出一种ＳＵＡＶ手持 式地面站系统。 １ 系统功能
系统构成如图１所示。 该手持式地面站系统采用三星公司的ＡＲＭ７系列芯片 Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ作为主处理器，采用１０ＭＨｚ的外部晶体振荡器，通
ｊ竖ｉｌ ｈ潍Ｐｌ键｛：ｌ｜：
ｉ 一数字小键僦
皇叫摇杆ｌ
圈１系统构成 过内部ＰＬＬ锁相环倍频到４０ＭＨｚ的系统频率；存储器方面，利 用ＣＰＵ内部的８Ｋ ＲＡＭ作为高速缓存Ｃａｓｈ，外部采用２Ｍ的 ＦＵ临Ｈ作为程序存储器，８Ｍ的ＲＡＭ作为动态的数据存储器。 为了能够存储大量的飞行数据，该地面站系统采用大容量ＣＦ 卡作为数据存储设备，这里设置ＣＦ卡工作在Ｍｅｍｏｒｙ Ｍｏｄｅ， 同时在ＣＦ卡上建立了ＦＡＴ３２文件系统，这就使的该系统可以 采用从３２Ｍ到５１２Ｍ不同容量的ＣＦ卡，更重要的是有了文件 系统就使得系统与ＰＣ机之间可以通过ＣＦ卡直接交换大批量 数据；系统输入设备采用小型薄膜数字键盘、电阻式摇杆和标准 ＰＣ键盘三种输入设备相结合，其中ＰＣ键盘为可选设备，以 ＰＳ／２接口与系统连接，由系统直接提供５Ｖ电源。对于ＰＣ键盘 的按键输入采用中断的方式，由于ＰＳ／２接口协议的时钟信号 频率较低，为１５ｋＨｚ左右，因此将ＰＳ／２接口的时钟信号接到单 片机的外部中断，该中断响应时钟信号的下降沿跳变，通过普通 的Ｉ／Ｏ口读人数据线上的电平，这里采用第二套扫描码集，关于 ＰＳ／２接口协议详细内容请参考文献［５］。为了使得ＣＰＵ能够将
行数据按照约定好的数据格式发 送。以￥为数据的开始，每一帧数 据包含以下所有数据：机载ＧＰＳ
一一一一一～一
接收机数据、飞机３个轴姿态数
据、３个轴的角速率、高度信号、
空速信号，之后是一个校验数据，
这个数据是由前面所有数据做逻
辑运算得到的，所有数据之间以
“，”作为分隔符，最后以＆作为一
帧数据结束标志。在判断接收到
图２系统程序流程图