4G网络无人机控制的设计与实现
发布时间：2021-01-06 23:19
近几年,民用无人机市场发展迅速,小型无人机具有构造简单、操作简易等特点,被应用于诸多领域。但由于无人机行业缺乏完善的管理监督体系,无人机造成的突发事件日益增多。为了解决无人机行业存在的问题,需要健全行业规范和适航规章,约束无人机空域范围;在此基础上构建民用无人机监管系统,采用技术手段监管空域交通规范。然而小型无人机存在无线信道资源匮乏、通信距离受限等问题,给无人机统一监管带来了挑战。基于上述背景,本文首先对小型无人机控制站及其通信链路发展现状进行分析,明确了将无人机接入TD-LTE网络的研究方向和需要解决的问题。其次,对实现4G网络无人机控制中所涉及到的相关技术进行了介绍。在此基础上,提出了一种以无人机端、地面控制站、TD-LTE通信承载网络为核心的系统架构,并给出系统功能模块划分和软件线程控制设计。之后搭建了无人机模拟飞行测试平台,对无人机飞行控制功能进行模拟测试,根据测试结果分析了系统控制机制以及应急措施等方面存在的问题,设计实现了以自定义通信协议完善无人机控制流程、以连续控制指令机制保障无人机实时通信、以控制指令描绘无人机飞行轨迹解决在GPS信号缺失环境下无人机无法正常返航的改进...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机通信系统架构图
图 2.2 遥控系统消息流图控制指令是无人机控制系统的重要一环，根据控制指令的类型不同，也可以将控制指令分为连续操控指令、离散操控和遥调指令，连续操控指令需要控制端持续发送，具有实时性高的特点，无人机端接收到连续间隔的控制脉冲将持续状态，一直持续到脉冲中断为止，地面站通过摇杆对无人机进行控制即发送连令。离散控制指令通过键盘敲击指令的方式实现，又称作开关指令，每次操作个脉冲，因此需要确保指令传输的可靠性和稳定性；定高、定向、定速、发动置等此类参数设定的指令为遥调指令，遥调指令的传输特性跟离散控制指令 无人机控制软件架构及相关技术1 无人机控制软件层次分析
图 2.3 无人机控制软件架构图功能如下：层：基础层是上层软件运行的基础，提供了运行环境和运行库等，通服务性软件，例如操作系统、动态链接库等。服务层：基础服务层是一个业务模块化的框架，主要负责表示层、组理、模块自动加载以及模块之间信息交互。框架是整个软件的架构，现的模块，通过实现编译生成，以动态库或者静态库的形式存在，可项目中。层：组件层负责提供细粒度的功能，通过基础服务提供的框架，使系业务功能。组件层的模块以运行库的形式存在，不能直接被基础服基于基础服务层实现的标准接口之下才能运行，其相当于对原软件功提供系统的可扩展性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机通信技术研究[J]. 彭晖,吴亚超. 警察技术. 2019(01)
[2]基于4G的无人机通信系统优势分析[J]. 赵彩霞. 科技经济导刊. 2018(34)
[3]无人机控制站通用软件平台设计[J]. 陈翔宇,杨红生. 电讯技术. 2018(07)
[4]基于北斗导航系统的无人机飞行监管系统设计[J]. 吴超琼,赵利,梁钢,刘小康. 测控技术. 2017(08)
[5]铸剑擒“黑飞”——民用无人机监控技术研讨会暨设备展示会综述[J]. 马斌. 中国无线电. 2017(07)
[6]无人机空中交通监视系统设计[J]. 杨波,陈金水,陈洋,柳楠. 科技创新与应用. 2016(31)
[7]国内外民用无人机行业发展回顾与展望[J]. 吴刚,周斌,杨连康. 经济研究导刊. 2016(12)
[8]GPS失效下的无人机组合导航系统[J]. 柳明. 济南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]美军无人机通信系统发展现状及趋势[J]. 关中锋. 通信技术. 2014(10)
[10]无人机群通用控制站的技术需求分析[J]. 柴立功,樊甫华,董世友,张波. 无线电工程. 2013(10)
硕士论文
[1]支持MAVLink通信协议的微型无人机数传电路设计[D]. 王楠.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于Android平台的多旋翼无人机地面监控系统设计[D]. 吕宋.南京信息工程大学 2016
[3]小型多旋翼飞行器系统设计及自主任务规划[D]. 王占.大连理工大学 2016
[4]无人机地面站软件设计及航迹规划算法研究[D]. 叶听.浙江大学 2016
[5]小型无人机地面站软件系统的设计与实现[D]. 郑华美.电子科技大学 2015
[6]基于无线网络的流媒体传输拥塞控制的研究[D]. 张彧也.重庆大学 2014
[7]无线遥控智能车控制系统[D]. 郝建领.西安电子科技大学 2007
本文编号：2961430
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机通信系统架构图
图 2.2 遥控系统消息流图控制指令是无人机控制系统的重要一环，根据控制指令的类型不同，也可以将控制指令分为连续操控指令、离散操控和遥调指令，连续操控指令需要控制端持续发送，具有实时性高的特点，无人机端接收到连续间隔的控制脉冲将持续状态，一直持续到脉冲中断为止，地面站通过摇杆对无人机进行控制即发送连令。离散控制指令通过键盘敲击指令的方式实现，又称作开关指令，每次操作个脉冲，因此需要确保指令传输的可靠性和稳定性；定高、定向、定速、发动置等此类参数设定的指令为遥调指令，遥调指令的传输特性跟离散控制指令 无人机控制软件架构及相关技术1 无人机控制软件层次分析
图 2.3 无人机控制软件架构图功能如下：层：基础层是上层软件运行的基础，提供了运行环境和运行库等，通服务性软件，例如操作系统、动态链接库等。服务层：基础服务层是一个业务模块化的框架，主要负责表示层、组理、模块自动加载以及模块之间信息交互。框架是整个软件的架构，现的模块，通过实现编译生成，以动态库或者静态库的形式存在，可项目中。层：组件层负责提供细粒度的功能，通过基础服务提供的框架，使系业务功能。组件层的模块以运行库的形式存在，不能直接被基础服基于基础服务层实现的标准接口之下才能运行，其相当于对原软件功提供系统的可扩展性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机通信技术研究[J]. 彭晖,吴亚超. 警察技术. 2019(01)
[2]基于4G的无人机通信系统优势分析[J]. 赵彩霞. 科技经济导刊. 2018(34)
[3]无人机控制站通用软件平台设计[J]. 陈翔宇,杨红生. 电讯技术. 2018(07)
[4]基于北斗导航系统的无人机飞行监管系统设计[J]. 吴超琼,赵利,梁钢,刘小康. 测控技术. 2017(08)
[5]铸剑擒“黑飞”——民用无人机监控技术研讨会暨设备展示会综述[J]. 马斌. 中国无线电. 2017(07)
[6]无人机空中交通监视系统设计[J]. 杨波,陈金水,陈洋,柳楠. 科技创新与应用. 2016(31)
[7]国内外民用无人机行业发展回顾与展望[J]. 吴刚,周斌,杨连康. 经济研究导刊. 2016(12)
[8]GPS失效下的无人机组合导航系统[J]. 柳明. 济南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]美军无人机通信系统发展现状及趋势[J]. 关中锋. 通信技术. 2014(10)
[10]无人机群通用控制站的技术需求分析[J]. 柴立功,樊甫华,董世友,张波. 无线电工程. 2013(10)
硕士论文
[1]支持MAVLink通信协议的微型无人机数传电路设计[D]. 王楠.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于Android平台的多旋翼无人机地面监控系统设计[D]. 吕宋.南京信息工程大学 2016
[3]小型多旋翼飞行器系统设计及自主任务规划[D]. 王占.大连理工大学 2016
[4]无人机地面站软件设计及航迹规划算法研究[D]. 叶听.浙江大学 2016
[5]小型无人机地面站软件系统的设计与实现[D]. 郑华美.电子科技大学 2015
[6]基于无线网络的流媒体传输拥塞控制的研究[D]. 张彧也.重庆大学 2014
[7]无线遥控智能车控制系统[D]. 郝建领.西安电子科技大学 2007
本文编号：2961430
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