植保無人機地面站系統(tǒng)研究.pdf

1、近幾年，植保無人機由于多個方面具有獨特的優(yōu)勢，正逐漸成為農業(yè)植保技術的新秀。作為整個無人機系統(tǒng)中最主要組成部分之一的地面站，對它所涉及到的關鍵原理和開發(fā)流程進行詳細的研究，對于整個無人機系統(tǒng)的應用和推廣來說，有著十分重要的意義。因此需要研究植保無人機專用的地面站。
　　由于植保無人機特殊的應用場景和使用條件，植保地面站相對于通用地面站有其自身的特點。本文分模塊設計并實現(xiàn)了地面站的通訊數(shù)據(jù)鏈路、界面顯示設計、航跡規(guī)劃算法研究以及數(shù)據(jù)

2、儲存等重要功能。主要研究內容為：
　　1.航跡規(guī)劃算法研究。根據(jù)區(qū)域的不同來設計不同的航跡規(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，因為任意復雜的區(qū)域都可以經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)域同時規(guī)劃，最后對區(qū)域內存在障礙物的情況進行規(guī)劃，解決飛行時的避障問題。
　　2.植保地面站工作流程設計。工作流程為：首先通過高精度手持GPS采集農田地理

3、信息，然后存儲到地面站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，并通過MAVLink協(xié)議將航跡點上傳無人機，最后無人機按上傳航點完成飛行作業(yè)。
　　3.地面站系統(tǒng)相關測試。本文地面站結合無人機進行了系統(tǒng)聯(lián)調，從靜態(tài)測試的功能驗證，到仿真測試，再到室外試驗，測試地面站的各個功能，測試結果表明，該地面站能實時接收和準確顯示飛行數(shù)據(jù)，可以在地圖上成功顯示航點與繪制航跡，航跡規(guī)劃的航點上傳飛控后，無人機可以按上傳的航點進行巡航