無人直升機飛行數(shù)據(jù)記錄儀的研究與設計.pdf

1、具有自主飛行能力的無人直升機系統(tǒng)具有重要的軍事和民用價值。在研制和應用無人直升機系統(tǒng)的過程中，飛行控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息等的采集和記錄是必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。飛行過程中的狀態(tài)信息可以通過直升機和地面站的通信來保存，由于數(shù)據(jù)傳輸速率會隨著兩者之間距離的變大而降低，無法實時傳輸圖像等大容量數(shù)據(jù)，遇到干擾還可能造成數(shù)據(jù)丟失，可靠性不易保證。因此需要有更可靠的機載本地化存儲手段。
　　 本文研究設計了一套機載飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，用于實時接收

2、和記錄無人直升機飛行控制過程中的飛行信息并將航拍數(shù)據(jù)等各類信息分類存儲。無人直升機飛機返回地面后，就可從中獲取相應數(shù)據(jù)進行應用，或根據(jù)所記錄的飛行數(shù)據(jù)進行事故分析。該記錄系統(tǒng)同時起到了飛行器“黑匣子”的作用。
　　 該記錄儀采用ATMEL公司的AT91SAM9G45微控制器作為硬件平臺，操作系統(tǒng)選用Linux，以獲取較好的可移植性。通訊模塊采用硬件平臺上的高速SPI（Serial PeripheralInterface）接口實現(xiàn)

3、。存儲模塊通過固連在硬件平臺USB 接口上的半導體固態(tài)U 盤來實現(xiàn)，文件系統(tǒng)選用FAT32，便于在PC 上分析獲取到的數(shù)據(jù)。
　　 AT91SAM9G45上共有兩路SPI 接口，一路用于接收來自飛行控制模塊的飛機狀態(tài)和控制信息，一路用于接收來自航拍偵查模塊的圖像等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄儀具有相對海量的非易失固態(tài)存儲空間，在接收到相應的數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)類型把它們分別存入對應位置。為保證數(shù)據(jù)的正確性，在數(shù)據(jù)傳輸和存儲的過程中加入了校驗信息。

4、如果發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)存在校驗錯誤，數(shù)據(jù)記錄儀可通知主機重發(fā)該數(shù)據(jù)包。在保存數(shù)據(jù)的時候，記錄儀在數(shù)據(jù)包的末尾加上校驗信息，避免在提取數(shù)據(jù)時提取到錯誤的數(shù)據(jù)。機載本地化的記錄模式可實時記錄高帶寬的數(shù)據(jù)信息，只有關鍵的實時控制和簡要的偵查信息通過有限帶寬的天地無線鏈路實時傳送到地面站。這樣，兩種記錄方式可相得益彰、優(yōu)勢互補地記錄下飛行任務執(zhí)行中的各方面所需信息。
　　 本文詳細闡述了無人直升機飛行數(shù)據(jù)記錄儀的架構和設計原理。重點研究了