長城遺址地面站監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、目前，無人機技術(shù)的研究已成為高校與社會的熱點，大量控制算法都以無人機為平臺進行設(shè)計與驗證，無人機的應(yīng)用也逐漸滲透到各個領(lǐng)域。地面站作為無人機重要組成部分，其發(fā)展?jié)u漸得到重視，地面站不僅僅承載著基本的無人機飛行數(shù)據(jù)的顯示和控制命令的上傳，也在漸漸朝著功能更強大、用戶體驗更良好的方向發(fā)展。
　　本課題來源于國家科技支撐計劃項目“長城保存狀態(tài)智能感知關(guān)鍵技術(shù)研究”，其中長城遺址三維數(shù)字模型重建是該項目的重要組成部分，即通過地面站，無人直

2、升機搭載激光測量掃描系統(tǒng)對陜西省古長城遺址墻體進行數(shù)據(jù)采集，并通過地面站對重構(gòu)的三維數(shù)字化模型進行監(jiān)測。根據(jù)項目需求，本課題首先設(shè)計了無線鏈路與數(shù)據(jù)通信模塊，實現(xiàn)了地面站與無人機的雙端通信。然后，設(shè)計了數(shù)據(jù)顯示與參數(shù)設(shè)置模塊，完成了地面站主要的基本功能，包括飛行數(shù)據(jù)的顯示、控制參數(shù)的上傳和數(shù)據(jù)的存儲管理。接著，針對無人機端傳感器的地面校準和地面操作人員遠程操作無人機執(zhí)行飛行任務(wù)，設(shè)計了傳感器校準和圖像傳輸模塊。最后，對采集的點云離線重建

3、的3D數(shù)字模型進行模型展示。
　　地面站采用Qt5作為開發(fā)環(huán)境，極大地方便了軟件的設(shè)計。在數(shù)據(jù)通信中，使用QtSerialPort模塊進行串口通信。在飛行數(shù)據(jù)顯示中，使用Qt第三方庫QwtPlot繪制實時曲線，同時使用QML模塊設(shè)計了PFD主飛行顯示儀。在圖像傳輸中，使用QCamera類對圖像采集卡進行操作，完成影像的顯示和存儲。在模型展示時，使用QWebView類加載由WebGL技術(shù)開發(fā)的WEB端應(yīng)用。
　　通過以上的設(shè)計