無(wú)人直升機(jī)飛行數(shù)據(jù)記錄儀的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、具有自主飛行能力的無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)具有重要的軍事和民用價(jià)值。在研制和應(yīng)用無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)的過(guò)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(gè)重要環(huán)節(jié)。飛行過(guò)程中的狀態(tài)信息可以通過(guò)直升機(jī)和地面站的通信來(lái)保存，由于數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)隨著兩者之間距離的變大而降低，無(wú)法實(shí)時(shí)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(jī)載本地化存儲(chǔ)手段。
　　 本文研究設(shè)計(jì)了一套機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)接收

2、和記錄無(wú)人直升機(jī)飛行控制過(guò)程中的飛行信息并將航拍數(shù)據(jù)等各類信息分類存儲(chǔ)。無(wú)人直升機(jī)飛機(jī)返回地面后，就可從中獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，或根據(jù)所記錄的飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行事故分析。該記錄系統(tǒng)同時(shí)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(tái)，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(tái)上的高速SPI（Serial PeripheralInterface）接口實(shí)現(xiàn)

3、。存儲(chǔ)模塊通過(guò)固連在硬件平臺(tái)USB 接口上的半導(dǎo)體固態(tài)U 盤來(lái)實(shí)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(lái)自飛行控制模塊的飛機(jī)狀態(tài)和控制信息，一路用于接收來(lái)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(duì)海量的非易失固態(tài)存儲(chǔ)空間，在接收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)類型把它們分別存入對(duì)應(yīng)位置。為保證數(shù)據(jù)的正確性，在數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的過(guò)程中加入了校驗(yàn)信息。

4、如果發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)存在校驗(yàn)錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)記錄儀可通知主機(jī)重發(fā)該數(shù)據(jù)包。在保存數(shù)據(jù)的時(shí)候，記錄儀在數(shù)據(jù)包的末尾加上校驗(yàn)信息，避免在提取數(shù)據(jù)時(shí)提取到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。機(jī)載本地化的記錄模式可實(shí)時(shí)記錄高帶寬的數(shù)據(jù)信息，只有關(guān)鍵的實(shí)時(shí)控制和簡(jiǎn)要的偵查信息通過(guò)有限帶寬的天地?zé)o線鏈路實(shí)時(shí)傳送到地面站。這樣，兩種記錄方式可相得益彰、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)地記錄下飛行任務(wù)執(zhí)行中的各方面所需信息。
　　 本文詳細(xì)闡述了無(wú)人直升機(jī)飛行數(shù)據(jù)記錄儀的架構(gòu)和設(shè)計(jì)原理。重點(diǎn)研究了