開發(fā)半實(shí)物模擬器為旋翼式無人飛行器(編輯修改稿)
2025-07-20 17:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的開發(fā)需要經(jīng)過一 系列的步驟，包括：● 硬件選型和系統(tǒng) 設(shè)置● 設(shè)計(jì)傳感器采集 軟件和控制系統(tǒng)● 開發(fā)半實(shí)物仿真 測(cè)試平臺(tái)，對(duì)機(jī)載硬 件和軟件進(jìn)行無風(fēng)險(xiǎn) 的地面測(cè)試● 最終的自主飛行 實(shí)驗(yàn)測(cè)試圖1 和圖2 中顯 示了RUAV 系統(tǒng) 的構(gòu)架和HIL 模 擬器。機(jī)載系統(tǒng)和 HIL 模擬器都是 使用大量NI 公司 的硬件和軟件開發(fā)出 來的。在UNIBO 開發(fā)出的RUAV平 臺(tái)由 Hirobo60 業(yè)余直升機(jī)組成，它 們被改裝以裝載航空 硬件。為了提高直升 機(jī)的載重能力，我們 還安裝了更為強(qiáng)大的 引擎、更長(zhǎng)的玻璃纖 維槳葉、更長(zhǎng)的尾桁 和尾槳。NI CompactRIO 作為飛行計(jì)算機(jī)，用 于采集傳感器信息， 并且根據(jù)實(shí)現(xiàn)的控制 算法生成PWM 執(zhí) 行器信號(hào)，特別是：● CompactRIO FPGA 利用數(shù)字 輸入模塊cRIO 9411 管理 RS232 協(xié)議， 從 Crossbow NAV420 AHRS（航姿系 統(tǒng)）接收飛行數(shù)據(jù)信 息?！?CompactRIO FPGA 分別利用 數(shù)字輸入模塊 cRIO 9411 和數(shù)字輸 出模塊cRIO 9474，接收和發(fā) 送PWM 執(zhí)行器信 號(hào)● CompactRIO 利用數(shù)字輸入模塊 cRIO 9411 和數(shù)字輸 出模塊cRIO 9474 管理 I2C 協(xié)議，采集 聲納傳感器的高度信 息● CompactRIO 實(shí)時(shí)核心從FPGA 接收傳感器信息并記 錄所有的飛行數(shù)據(jù)， 同時(shí)它還管理與地面 控制臺(tái)的無線以太網(wǎng) 通信 我們開發(fā)的HIL 測(cè)試臺(tái)在測(cè)試環(huán)中包 含了盡可能多的飛行 器硬件：● 運(yùn)行機(jī)載軟件的 飛行計(jì)算機(jī)等效硬 件。為了這個(gè)目標(biāo)， 我們使用了與 CompactRIO FPGA 模塊等效 的NI PXI 7831R?？梢允?用FPGA 接口卡 進(jìn)行PXI 與計(jì)算 機(jī)的通信（模擬CompactRIO 實(shí)時(shí)核心）?！?模擬直升機(jī)單元 和機(jī)載傳感器輸出的 計(jì)算機(jī)。包含了真正 的GCS源代碼，并 使用與模擬計(jì)算機(jī)利 用TCP/IP協(xié)議 進(jìn)行通信的地面控制 臺(tái)（GCS）計(jì)算 機(jī)。2/5 ● 還可以選擇性地 添加OpenGL視 覺系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，用于 重現(xiàn)直升機(jī)飛行時(shí)的 虛擬情景。視覺系統(tǒng) 可以通過 TCP/IP 協(xié)議 從GCS 計(jì)算機(jī)接 收輸入。軟件圖3 顯示了管理整 個(gè)RUAV系統(tǒng)的 LabVIEW 代 碼，圖4 顯示了 HIL模擬器中的等 效代碼。兩個(gè)軟件程 序
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