植保無人機(jī)地面站系統(tǒng)研究.pdf

1、近幾年，植保無人機(jī)由于多個(gè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，正逐漸成為農(nóng)業(yè)植保技術(shù)的新秀。作為整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)中最主要組成部分之一的地面站，對(duì)它所涉及到的關(guān)鍵原理和開發(fā)流程進(jìn)行詳細(xì)的研究，對(duì)于整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣來說，有著十分重要的意義。因此需要研究植保無人機(jī)專用的地面站。
　　由于植保無人機(jī)特殊的應(yīng)用場景和使用條件，植保地面站相對(duì)于通用地面站有其自身的特點(diǎn)。本文分模塊設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了地面站的通訊數(shù)據(jù)鏈路、界面顯示設(shè)計(jì)、航跡規(guī)劃算法研究以及數(shù)據(jù)

2、儲(chǔ)存等重要功能。主要研究內(nèi)容為：
　　1.航跡規(guī)劃算法研究。根據(jù)區(qū)域的不同來設(shè)計(jì)不同的航跡規(guī)劃算法。首先研究了凸多邊形區(qū)域航跡規(guī)劃算法，該算法是其他各類區(qū)域規(guī)劃算法的基礎(chǔ)，因?yàn)槿我鈴?fù)雜的區(qū)域都可以經(jīng)過處理變成凸多邊形模型。然后分析了不規(guī)則區(qū)域，凹多邊形區(qū)域，大區(qū)域分割和小區(qū)域同時(shí)規(guī)劃，最后對(duì)區(qū)域內(nèi)存在障礙物的情況進(jìn)行規(guī)劃，解決飛行時(shí)的避障問題。
　　2.植保地面站工作流程設(shè)計(jì)。工作流程為：首先通過高精度手持GPS采集農(nóng)田地理

3、信息，然后存儲(chǔ)到地面站MySQL數(shù)據(jù)庫，再通過航跡規(guī)劃算法生成區(qū)域的航跡點(diǎn)，并通過MAVLink協(xié)議將航跡點(diǎn)上傳無人機(jī)，最后無人機(jī)按上傳航點(diǎn)完成飛行作業(yè)。
　　3.地面站系統(tǒng)相關(guān)測(cè)試。本文地面站結(jié)合無人機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，從靜態(tài)測(cè)試的功能驗(yàn)證，到仿真測(cè)試，再到室外試驗(yàn)，測(cè)試地面站的各個(gè)功能，測(cè)試結(jié)果表明，該地面站能實(shí)時(shí)接收和準(zhǔn)確顯示飛行數(shù)據(jù)，可以在地圖上成功顯示航點(diǎn)與繪制航跡，航跡規(guī)劃的航點(diǎn)上傳飛控后，無人機(jī)可以按上傳的航點(diǎn)進(jìn)行巡航