無(wú)人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告-在線瀏覽
2024-09-14 01:02本頁(yè)面
【正文】 模塊是實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)加速度和角加速度傳感器的信息采集，但是僅僅通過(guò)以上簡(jiǎn)單的慣導(dǎo)算法本身很難得到有用的信息，慣性傳感器的漂移和定步長(zhǎng)積分的累計(jì)誤差會(huì)使計(jì)算結(jié)果很快偏離實(shí)際值。 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可分為平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)和捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)是通過(guò)一個(gè)機(jī)械平臺(tái)把慣性敏感元件與機(jī)體的角運(yùn)動(dòng)隔離開、使之跟蹤某個(gè)給定的坐標(biāo)系，從而給出相對(duì)于給定坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)信息，而捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)是將慣性敏感元件直接固定在飛行器機(jī)體上，通過(guò)計(jì)算機(jī)采集慣性元件的輸出并解算出飛行器相對(duì)于給定坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)信息。慣性導(dǎo)航模塊的設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)獨(dú)立的數(shù)字捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)：采集慣性敏感元件的輸出信號(hào)并進(jìn)行解算，給出飛行器相對(duì)與給定坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)信息，通過(guò)總線實(shí)時(shí)地發(fā)送給飛行控制計(jì)算機(jī)。由于時(shí)間緊迫，慣性導(dǎo)航模塊僅實(shí)現(xiàn)對(duì)陀螺和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)總線實(shí)時(shí)的發(fā)送給飛控計(jì)算機(jī)，下一步的運(yùn)算工作由飛控計(jì)算機(jī)進(jìn)行。陀螺：Gyratoin公司MicroGyro100，測(cè)量范圍177。加速度計(jì)：AD公司ADXL202，測(cè)量范圍177。DSP：TI公司面向控制的TMS320F2812，它具有150M的主頻，內(nèi)部集成了齊全的外設(shè)，包括：增強(qiáng)型CAN模塊，增強(qiáng)型串口通信控制模塊，12位高速A/D轉(zhuǎn)模塊，串行設(shè)備模塊，多路緩沖串口模塊(McBSP)和能夠產(chǎn)生和讀取PWM波的事件管理器。視覺(jué)程序的目的是：從直升機(jī)上面的攝像頭拍到的圖片中檢測(cè)出固定的幾類圖標(biāo)的位置。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖標(biāo)如下： 第一階段獲取矩形位置的流程是（結(jié)合一個(gè)例子具體介紹）：原始圖片如下：首先從攝像頭傳回的視頻中得到一幀圖片，將其轉(zhuǎn)換為灰度圖；然后對(duì)其進(jìn)行均值濾波平滑處理，消除掉圖片上的一些雜質(zhì)；接下來(lái)進(jìn)行sobel邊緣檢測(cè)，將矩形從圖像中分離出來(lái)，在邊緣檢測(cè)的同時(shí)也進(jìn)行了閾值化的過(guò)程。 獲取邊緣后結(jié)果如下：得到區(qū)域邊緣后還需要判斷這是不是矩形或者平行四邊形，這一步的做法是：首先得到一個(gè)區(qū)域的中心，然后判斷離這個(gè)中心最遠(yuǎn)的點(diǎn)作為矩形的第一個(gè)角點(diǎn)，計(jì)算離第一個(gè)角點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)為第二個(gè)角點(diǎn)（即首先檢測(cè)一條對(duì)角線），距離第一、第二個(gè)角點(diǎn)連線最遠(yuǎn)的點(diǎn)為第三個(gè)角點(diǎn)，距離前三個(gè)角點(diǎn)構(gòu)成的三角形區(qū)域的最遠(yuǎn)點(diǎn)為第四個(gè)角點(diǎn)；檢測(cè)出四個(gè)角點(diǎn)后，判斷矩形方法是判斷兩條對(duì)角線的交點(diǎn)（矩形中心）附近是否有點(diǎn)存在，因?yàn)閳D像已經(jīng)是完全的邊緣圖像，一個(gè)區(qū)域的內(nèi)部已經(jīng)沒(méi)有點(diǎn)存在，如果中心附近有點(diǎn)，說(shuō)明此圖形并非矩形，很可能是類似三角形或者不規(guī)則多邊形，這樣的區(qū)域直接否決掉。放縮的結(jié)果如下：第二階段需要判斷32*32大小的區(qū)域是哪一個(gè)圖標(biāo)。經(jīng)過(guò)實(shí)際實(shí)驗(yàn)，我的標(biāo)準(zhǔn)是：圖標(biāo)2的匹配度標(biāo)準(zhǔn)是60，圖表3的匹配度標(biāo)準(zhǔn)是56，低于這個(gè)值則認(rèn)為是干擾目標(biāo)。地面站和飛機(jī)之間的通訊遵循設(shè)定好的測(cè)控協(xié)議。界面右邊的各項(xiàng)文字、儀表顯示了飛機(jī)的各種狀態(tài)信息，數(shù)。界面下方的按鈕群是主要的操作部分，可以通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕進(jìn)行各種操作；其中大部分操
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