一款基于C#的农用喷施无人机地面站的设计与实现

发布时间：2017-10-17 01:25

  本文关键词：一款基于C#的农用喷施无人机地面站的设计与实现

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【摘要】：近年来,无人机越来越多的应用在了如航拍、现代物流、农业喷施等民用领域中。作为无人机系统中重要的组成部分,无人机地面站能够通过无线数传设备对无人机进行实时飞行状态监测并且实现飞行任务规划功能。本文的研究目的是设计一款专用于农业喷施无人机的地面站软件,主要介绍了无人机地面站的组成原理、相关专用技术,重点研究了农业喷施无人机地面站软件的整体与模块设计。本文重点研究了以下内容:根据面向对象的编程思想,对无人机地面站软件进行层级划分与整体设计。地面站软件整体结构分为四个层级:应用层、规划层、执行层、传输层。根据地面站功能划分主要介绍了虚拟仪表模块、电子地图模块和农业任务规划模块和数据管理与传输模块四部分的设计和在Windows系统下C#.NET平台上各模块功能的实现。虚拟仪表模块是基于OpenGL与GDI+开发设计的,通过对数据信息进行解码提取,将无人机的飞行状态与设备状态进行实时显示。电子地图模块通过GMap.NET在软件设计平台下的二次开发,实现对电子地图的缩放、平移等功能操作,根据读取飞行数据的经纬度信息可以在电子地图上实时显示无人机的飞行位置。农业任务规划模块主要包含了对无人机起飞前的各项校准设置、喷施设备参数设置、喷施区域划分设置以及无人机喷施任务规划四部分功能。数据传输与管理模块设计使地面站能够读取飞行控制器上的数据信息并且将控制指令发送至飞行控制器上,能够完成飞行数据和控制指令的存储,还可以调取所需要的信息到虚拟仪表模块和航迹跟踪与规划模块实现飞行航迹再现。软件设计完成后进行了测试,利用实验室项目设计的飞行控制器模拟无人机飞行状态,将无人机所发送的数据传给地面站所在计算机,测试了地面站软件的实时状态与航迹显示功能。最后无人机实际测试结果证明了本文所设计的无人机地面站在数据传输、任务规划、实时信息显示的等核心功能达到预期结果,现已成功应用于某型多旋翼无人机,实现对农业喷施无人机的监测与任务规划。
【关键词】：农用喷施无人机 地面站 软件平台 虚拟仪表
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V351
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 农用喷施无人机研究背景及现状15-17
• 1.2 无人机地面站系统概述17-19
• 1.2.1 无人机地面站系统17-18
• 1.2.2 无人机地面站系统软件18-19
• 1.3 国内外主要研究现状19-23
• 1.3.1 国外主要研究现状19-22
• 1.3.2 国内主要研究现状22-23
• 1.4 论文研究内容以及结构安排23-25
• 第二章 课题相关技术及分析25-33
• 2.1 图像绘制仿真技术25-27
• 2.1.1 OpenGL技术特点与原理概述25-26
• 2.1.2 GDI+技术特点与原理概述26-27
• 2.2 C#.NET framework 平台特点27-28
• 2.2.1 C#特性概述27-28
• 2.2.2.NET framework特性概述28
• 2.3 农用喷施无人机地面站软件相关技术28-31
• 2.3.1 电子地图模块实现控件GMap.NET28-29
• 2.3.2 MAVLink通信协议29-30
• 2.3.3 多线程技术30-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第三章 农用喷施无人机地面站软件总体设计33-41
• 3.1 农用喷施无人机地面站软件的需求33-34
• 3.2 农用喷施无人机地面站软件的整体设计方案34-40
• 3.2.1 地面站软件的设计思想34
• 3.2.2 软件层级体系结构设计34-37
• 3.2.3 地面站软件的模块划分37-38
• 3.2.4 地面站软件的工作流程38-39
• 3.2.5 地面站软件的操作界面设计39-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 农用喷施无人机地面站各模块设计41-69
• 4.1 虚拟仪表模块设计方案41-50
• 4.1.1 虚拟仪表模块数据结构41-42
• 4.1.2 虚拟仪表模块数据传输分析42-43
• 4.1.3 虚拟仪表模块设计方案43-44
• 4.1.4 虚拟仪表模块的软件实现44-50
• 4.2 电子地图模块设计方案50-57
• 4.2.1 电子地图模块功能50-51
• 4.2.2 电子地图模块设计方案分析51-52
• 4.2.3 电子地图模块的设计与实现52-57
• 4.3 喷施任务规划模块设计方案57-65
• 4.3.1 喷施任务规划模块功能57-58
• 4.3.2 喷施任务规划模块功能设计方案58-59
• 4.3.3 喷施任务规划模块的软件实现59-65
• 4.4 数据传输与管理模块设计方案65-69
• 4.4.1 数据传输模块65
• 4.4.2 双协议异步通信设计实现65-66
• 4.4.3 数据管理模块66-67
• 4.4.4 数据管理模块设计实现67-69
• 第五章 软件测试69-75
• 5.1 测试环境的搭建69
• 5.2 软件功能测试69-73
• 5.2.1 仪表数据显示测试69-71
• 5.2.2 电子地图模块测试71-72
• 5.2.3 数据写入与保存测试72-73
• 5.3 实际无人机在线整体测试73-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 论文总结75
• 6.2 工作展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-83
• 作者简介83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1046028