473 浏览基于高速公路违章检测的无人机地面站的设计实现
摘要：无人机地面站作为无人机的地面控制枢纽,在各行各业中应用越来越广泛,但是在不同领域也面临着一些挑战。本文根据高速公路违章检测的应用需求,使用C++和Qt语言,在LINUX操作系统中,对无人机地面站进行了功能的设计与软件开发工作。首先,本文对高速公路违章检测的背景和意义进行了分析,简述了智能交通系统的国内外研究现状,调研了无人机在智能交通系统的应用现状、无人机地面站的国内外研究现状,由此引入地面站开发需要设计和拓展的功能。并根据课题应用场景进行了工程开发的需求分析,进行地面站通信方案的设计和软硬件方案的设计,完成工程开发所需的软件环境的搭建工作。随后,根据设计的通信方案对地面站的通信链路进行了研究和实现。研究了地面站与无人机间的通信链路、通信接口、通信协议,设计了违章消息帧、遥控消息帧,实现了违章消息和遥控信号的收发;研究了地面站与服务器端数据库间的通信链路、通信协议,设计了通信消息帧、通信程序,实现了地面站与数据库间的违章信息和无人机飞行姿态信息收发,设计了地面站请求服务器端管理系统网页的程序,实现了地面站在连接网络的情况下请求管理系统违章网页的功能。接着,进行地面站软件的开发,根据应用需求完成了不同功能界面的设计;研究了地图接口,实现了谷歌中国地图;根据无人机传送的违章信息动态的在地面站的地图中标记出有序违章点,并显示出违章点对应的具体违章信息;根据AT9S实体遥控器原理设计了虚拟遥控器,使得地面站对无人机的控制更加灵活。最后,搭建了课题的测试平台,实现了地面站与无人机间通信测试、动态标记违章信息点测试、地面站与服务器间通信测试,并对地面站软件的其他功能进行了测试和分析。对课题成果进行了总结并提出对地面站开发的展望。
关键词：无人机地面站;违章检测;
文章目录
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 无人机地面站系统国内外研究现状
1.2.1 智能交通系统国内外研究现状
1.2.2 无人机在智能交通系统应用现状
1.2.3 无人机地面站国内外研究现状
1.3 课题研究意义
1.4 论文的主要内容以及章节介绍
第二章 无人机地面站系统方案设计
2.1 无人机地面站系统需求分析
2.1.1 高速公路违章检测系统总体需求分析
2.1.2 无人机地面站系统详细功能需求分析
2.1.3 无人机地面站系统软硬件需求分析
2.1.4 无人机地面站系统设计目标
2.2 无人机地面站系统通信方案论证与设计
2.2.1 无人机地面站与无人机间通信方案论证与设计
2.2.2 无人机地面站与服务器间通信方案论证与设计
2.3 无人机地面站系统软硬件方案论证与设计
2.3.1 无人机地面站系统硬件方案论证与设计
2.3.2 无人机地面站系统软件方案论证与设计
2.4 无人机地面站系统开发环境
2.4.1 Linux操作系统的安装
2.4.2 Qt Creator软件的安装和环境的配置
2.4.3 XML generate转换工具的安装
2.4.4 飞控仿真软件的安装
2.5 本章小结
第三章 无人机地面站系统通信方案研究与实现
3.1 无人机地面站与无人机间通信
3.1.1 无人机地面站与无人机间通信模块介绍
3.1.2 无人机地面站与无人机间通信接口管理
3.1.3 无人机地面站与无人机间通信协议
3.1.4 自定义地面站与无人机间通信消息
3.1.5 无人机地面站与无人机之间通信验证
3.1.6 无人机地面站与无人机间点对多点通信原理
3.2 无人机地面站与服务器间通信
3.2.1 无人机地面站与数据库间通信协议
3.2.2 无人机地面站与数据库间通信数据帧的设计
3.2.3 无人机地面站与数据库间通信程序设计
3.2.4 无人机地面站访问管理系统
3.2.5 无人机地面站与服务器端通信界面设计
3.2.6 无人机地面站与服务器间通信测试
3.3 本章小结
第四章 无人机地面站软件的设计与实现
4.1 无人机地面站软件汉化
4.2 无人机地面站地图管理
4.2.1 谷歌中国地图实现
4.2.2 地图中心点确定
4.3 无人机地面站车辆违章信息管理
4.3.1 无人机地面站数据显示逻辑
4.3.2 违章信息点的设计与违章信息显示
4.4 无人机地面站中虚拟遥控器设计
4.4.1 无人机通信逻辑框图
4.4.2 实体遥控器与无人机间通信硬件模块介绍
4.4.3 实体遥控器与无人机通信协议
4.4.4 无人机处理器处理遥控信号
4.4.5 无人机地面站中虚拟遥控器设计
4.5 本章小结
第五章 无人机地面站系统平台搭建与功能测试
5.1 测试平台搭建
5.2 系统功能测试
5.2.1 无人机地面站与无人机间通信测试
5.2.2 动态标记违章点并显示违章信息测试
5.2.3 无人机地面站与服务器间通信测试
5.2.4 无人机地面站虚拟遥控器功能测试
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
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