一種四旋翼地面站系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、礦山井下環(huán)境的復雜多變造成重大傷亡事故不斷發(fā)生，為了及時實施救援，有效避免事故井下未知環(huán)境對救護隊員的次生傷害成為亟待解決的問題。本文在研究了以往的救援方法后，提出了基于自主飛行器布放的礦山救援災變環(huán)境評估系統(tǒng)。該環(huán)境評估系統(tǒng)包含三大模塊：四旋翼飛行器硬件、機載系統(tǒng)軟件和地面站軟件。四旋翼飛行器在執(zhí)行飛行任務的同時，負責采集各種業(yè)務數(shù)據(jù)。機載系統(tǒng)完成兩方面的任務，一是將采集到的業(yè)務數(shù)據(jù)打包發(fā)送給地面站，二是實時接收地面站的飛行預控制指令

2、，經(jīng)過解析后下達詳細飛行任務給飛行器。地面站作為整個系統(tǒng)的監(jiān)控和指揮中心，主要完成對飛行器飛行狀態(tài)的監(jiān)控、井下環(huán)境狀態(tài)的評估和飛行預控制指令的發(fā)送。
　　本文研究的重點內容是礦山救援災變環(huán)境評估系統(tǒng)中地面站軟件的設計與實現(xiàn)。地面站作為整個系統(tǒng)的監(jiān)控和指揮中心，通過無線網(wǎng)絡與機載系統(tǒng)建立通信連接后，完成三個方面的任務。一是通過無線網(wǎng)絡實時接收機載系統(tǒng)發(fā)送的業(yè)務數(shù)據(jù)，并對其進行解析、顯示和存儲。其中的業(yè)務數(shù)據(jù)是指飛行姿態(tài)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)

3、。飛行姿態(tài)參數(shù)包括仰角、滾角、仰角加速度、滾角加速度、Z軸加速度、飛行高度、氣壓值、羅盤值、電源電壓值、遙控器通道控制量等。環(huán)境參數(shù)包括井下環(huán)境溫度、CH4濃度、O2濃度等多種可燃性氣體濃度。二是對井下環(huán)境參數(shù)的爆炸性進行實時分析。根據(jù)環(huán)境參數(shù)，結合瓦斯爆炸三角形理論對井下環(huán)境的爆炸危險性進行評估并給出評估結果。三是對飛行器的飛行狀態(tài)和軌跡進行預控制。地面站通過無線網(wǎng)絡發(fā)送飛行預控制指令給機載系統(tǒng)，機載系統(tǒng)接收到飛行預控制指令后，經(jīng)過指