低成本无人飞行器机载数据记录仪的设计与实现
机载多路数字视频记录仪的设计与实现

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电光 与 控 制 EL TRONI TI EC CS OP CS& CONTROL
第 9 卷 第 1 期 20 0 2年 2月
文 章 缩 号 :6 1 6 7 (0 2 0 —0 80 1 7 — 3 2 0 ) 10 2— 5 x
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1 引言
为 了 解 作 战 飞 机 的 作 战 及 训 练 过 程 , 时 记 录 实
它们具 有直观 、 真实 、 l 临场感强 的特点 。将这些视频 信 息记 录下来 后 , 就可 以在飞 行结 束 时 通过 地面 回 放 设备 播放 出来 , 从而 可 以直观地 了解 空 中的作 战 和操 作情 况 , 改进 和提 高飞 行训 练水平 。 由于视频 但 信号 数据量 大 , 要求条 件 高 , 以传统 的视频记 录仪 所
号 扯理 , 频 记 录装 置 , 算机 技 术 等 方 面 的研 究 。 视 计
Ab t a t s r c : Co p e s d v d o r c r i g i a p r a tr s a c il n mo e n a i t n W ih m r s e ie e o dn s n i o tn e e rh f d i d r vai . m e o t t e h l fi ,v r u n u t n li f r t n o n a r l n a e r c r e n r a i ,wh c h e p o t a i s i t i o a n o ma i f a ip a e c n b e o d d i e ltme o i o ih la s t o d g i a c o h l h o e d o a g o u d n e f r t e f g tc mm a d a d c m b tt a n n .I h s p p r t o o i n n o a r i i g n t i a e ,a me h d t i p e n ib r e mu t c a n l i e e o d n y u i g m o e n d g t li a ep o e sn e h m l me tar o n li h n e v d o r c r i g b sn d r i i — a m g r c s i gtc — n l ge sp e e td o o is i r s n e .Co mp r d wi r d t n l a a o e h d,t i me h d h s ma y a v n a e t t a i o a n l g m t o h i hs to a n d a — rg ss c sbg e t rg a a i a e u h a i g r s o a e c p ct y,l n e e o d n i n i h r i g u lt . o g r r c r i g tme a d h g e ma e q a i y Ke o d : d g t li g r c s i g; d g t lv d o; M P yW r s i i ma e p o e sn a ii ie a EG一 t n a d ; e 1 s a d r s mb d e o — e d dtm
【精品推荐】低成本无人机机载记录仪设计与应用

专 业 推 荐↓精 品 文 档图1 I N S 惯性组件与记录仪设备低成本无人机机载记录仪设计与应用张 波,席庆彪,贾 伟(西北工业大学无人机研究所,陕西西安710065)摘 要:针对市场上现有记录仪采集串行口通道数少,采集速率低,且价格昂贵等问题,提出了基于PC104单板机为架构的I N S/GPS 组合导航设备数据采集系统设计方案,给出了设计原理、系统组成以及实现方法。
飞行试验结果表明该记录仪具有存存储容量大、高采样率,多串口通道,体积小和成本低等特点,满足了对I N S/GPS 组合导航设备进行性能评估的需要。
关键词:无人机;数据记录;PC104;I N S 惯性组件中图分类号:TP27412 文献标识码:A 文章编号:16712654X (2009)0320114203引言无人机数据采集系统是对航空电子设备进行飞行性能试验与技术评估的基础,它能够提供表征设备性能的原始资料[1]。
数据采集系统包括数据记录仪与回放分析设备,它能够在无人机各种飞行试验中记录各种串行数据、模拟信号、图像等信息并存储在磁盘上,通过事后回放来动态重现数据。
为全面考察和验证I N S/GPS 组合导航设备的动态性能,需通过无人机实际装载试飞来验证。
由于组合导航设备输出的速率高且数据量大,而无线电数据链下行遥测信道带宽有限,采用传统地面控制站内的记录仪已无法完整地记录所需关键数据。
而采用机载记录仪是一种有效可行的办法,可记录机上所需各类相关信息,不受无线电带宽限制,便于全面地进行事后分析。
以往机载记录仪多为外购产品,不仅功能有限,而且价格昂贵,且装载空间有限。
因此根据项目需要,自主研制了低成本小型机载记录仪。
1 设计与实现I N S 惯性组件作为一种完全自主、不与外界发生光电联系的导航系统,具有数据更新率快、抗干扰性强、高机动和完整的导航信息等优点,但其主要缺点是误差随时间积累增长和每次使用前需进行初始对准。
GPS 以其全球性、全天候、低成本、高精度且误差不随时间积累而增长等优点成为目前应用最广泛的一种导航系统。
无人机监测系统的设计与实现

无人机监测系统的设计与实现随着科技的不断发展,无人机监测系统在各行各业得到了广泛的应用。
本文将讨论无人机监测系统的设计与实现,包括系统的功能需求、硬件设计、软件设计以及实际应用案例。
一、功能需求无人机监测系统主要用于获取、分析和处理目标区域的数据信息。
根据具体应用的需求,无人机监测系统的功能需求可以有所不同。
下面是一些常见的功能需求:1. 实时图像传输:无人机搭载高清相机或红外摄像头,能够实时传输图像或视频,用户可以通过地面站或移动设备查看监测区域的实时情况。
2. 数据采集与存储:系统能够采集传感器数据,如温度、湿度、气体浓度等,并将这些数据进行存储和分析。
3. 航线规划与自动飞行:用户可以通过地面站预设无人机的航线,无人机能够自动飞行并执行任务。
4. 目标识别与跟踪:系统能够通过图像处理和模式识别算法,自动识别目标并跟踪其运动轨迹。
5. 高精度定位:无人机监测系统需要具备高精度的定位能力,可以通过GPS、GLONASS等卫星系统定位,并支持差分GPS等技术提高定位精度。
二、硬件设计无人机监测系统的硬件设计包括无人机的选型和传感器的选择。
下面是一些常见的硬件设计要点:1. 无人机选型:根据应用需求和航程要求选择合适的无人机。
无人机的载重能力、续航时间以及飞行稳定性是选型的重要考虑因素。
2. 摄像头选择:根据监测需求选择合适的摄像头。
对于需要夜间监测的应用,还可以选择红外摄像头。
3. 传感器选择:根据应用需求选择适当的传感器,如温度传感器、气体传感器等,确保获取到有效的监测数据。
4. 通信模块:选择稳定可靠的无线通信模块,用于与地面站进行实时数据传输。
三、软件设计无人机监测系统的软件设计主要包括地面站软件和嵌入式软件两部分。
下面是一些软件设计要点:1. 地面站软件:地面站软件用于监视和控制无人机,可以实时接收并显示无人机传回的图像和数据,提供航线规划、目标跟踪等功能。
2. 嵌入式软件:嵌入式软件用于无人机上的控制和数据处理。
一种低成本便携式机载导航设备

ISSN1004⁃9037,CODEN SCYCE4Journal of Data Acquisition and Processing Vol.36,No.3,May2021,pp.621-628 DOI:10.16337/j.1004⁃9037.2021.03.019Ⓒ2021by Journal of Data Acquisition and Processinghttp://E⁃mail:sjcj@ Tel/Fax:+86⁃025⁃84892742一种低成本便携式机载导航设备赵泽荣,赵小勇(中国民用航空飞行学院,广汉618307)摘要:“低、慢、小”飞行器的监控是低空空域开放的一个技术难题,制约通航的发展速度。
本文针对“低、慢、小”航空器运行特点,设计一种低成本、小体积和低功耗的导航通信设备,该设备集成了GPS、北斗、伽利略导航源以及北斗短报文通信功能,利用民航的ADS⁃B通信数据链及北斗短报文接收系统,不仅将“低、慢、小”飞行器纳入了民航的通信导航监视/空中交通管理(Communication navigation surveillance/air traffic management,CNS/ATM)监管体系,规避了在融合空域内与运输机的运行风险,还解决了ADS⁃B数据链在障碍物遮挡、超视距等情况下无线信号丢失的问题。
同时采用航迹外推、误差修正等技术,确保飞行器航迹连续性以及位置精度的准确性。
并通过轿车及通航飞机搭载该设备进行飞行比对验证,功能及性能都优于现有的ADS⁃B机载通信导航设备,为实现低空空域飞行器“看得见、能识别、能处置”的目标提供一种技术解决方法。
关键词:飞行器;低空空域;ADS⁃B;北斗通信;导航设备中图分类号:TN924文献标志码:ALow Cost Portable Airborne Navigation EquipmentZHAO Zerong,ZHAO Xiaoyong(Civil Aviation Flight University of China,Guanghan618307,China)Abstract:The monitoring of“low height,slow speed,small size”aircraft is a technical problem in the opening of low-altitude airspace,which restricts the development of general aviation.This paper designs alow-cost,small-volume and low-power navigation communication equipment for“low,slow and small”aircraft.The equipment integrates GPS、Beidou,Galileo navigation source and Beidou short message communication ing the civil aviation ADS-B communication data chain and Beidou short message receiving system,it not only brings“low,slow and small”aircraft into civil aviation communication navigation surveillance/air traffic management(CNS/ATM)supervision system,as well as avoids the operation risk of large aircraft in the fusion airspace,but also solves the problem of wireless signal loss in the case of obstacle occlusion and hyper-range.At the same time,track extrapolation and error correction techniques are used to ensure the accuracy of aircraft track continuity and position accuracy.A car and a light aircraft are deployed to carry on the flight comparison verification,and the results demonstrate that the function and the performance are superior to the existing ADS-B airborne communication and navigation equipment.This equipment provides a technical solution to“visible,identifiable and disposal”low altitude airspace aircraft.Key words:aircraft;low-altitude airspace;ADS-B;Beidou communication;navigation equipment基金项目:民航飞行技术与飞行安全重点实验室开放基金(FZ2020KF05)资助项目。
小型无人机机载数据采集系统的设计

收稿 日期 : 0 7 6— 2 2 0 —0 2
2 1 1 单 片机 的选择 .. 数 据 采集 系统 的核心 模 块 即单 片 机选 用 C G— Y
NAL公 司 的 C o 1 0 0 它具有 如下 的特 点 : 8 5F 2 ,
Ab t a t sr c :The ma l n l d t a q s ton s l a a og a a c uiii s s e i e i e or U AV i i t t x g n y t m s d sgn d f a m ng a he e i e t lgh i hta ma lb k a d l w owe .I he i t weg nd s l ul n o p r nt
s s e , ua y t m d l— p t R A M i e o om m unia e or s us d t c c t
载 传感 器输 出的模拟 信号 的 电平 不一 致 , 须在 A 必 /
D器 件采集 前使 用 信号调 理 电路来 完成 模拟 信 号 的 电平转 换 、 波 等 , 滤 以满 足 AD 转 换 输 入 的 要 求 。 C 该 系统 开发 阶段 , 可利 用单 片机 的 UAR 口配 置 的 T
摘 要 : 对 小 型 无 人 机 对 航 电 系统 重 量 、 积 、 针 体
功 耗 的 严 格 要 求 , 计 了一 种 小 型 模 拟 数 据 采 集 系 设
1 系统 构 成
数 据采 集 系统采 用单 片机 作 为核 心 C U, 用 P 使 8通 道 的多 路 转换 开关 来 扩 展 模 拟量 输 入 通 道 , 用 来对 机 载传 感器 的模 拟信 号进行 采集 。无 人机 系统 对 传感 器数 据 的实 时性 要 求 很 高 , 采 集 完 相应 的 在 数 据后 , 须将其 快速 、 必 可靠 传送 给机 载计 算机 的 主 控模 块 , 飞行 控 制使 用 。为满 足 数 据 传 输 的实 时 供 性 要求 , 在该 数据 采 集 系统 与机 载 飞 控 计 算 机 主控 模 块之 间 , 用 双端 口 R 使 AM 传 递 数 据 。 由 于各 机
无人机机载综合信息记录仪设计应用

4 视 频 图像压 缩格 式 为 MP G 音频 压 缩格 式 为 ) E 4,
G. 1: 71
5 尺 寸 :2 m x1 0mm x 5mm; ) 10 m 0 3
6 重 量 : 于 1k ; ) 小 g
信息 无法 完全 同步 , 也就无 法完 整 准确记 录 这些 信 息 ,
以依据记录数据实现无人机 飞行 品质分析、 航迹分析 等功 能 。
系统 技术 指标 要求 为 :
同时也 降低 了信 息 的关联 度 。机载 综合 信息 记 录仪 可
以克 服 上述 缺 点 , 现原 始 信 息 的实 时 、 整 、 确 记 实 完 准 录, 为事故 分析 提供全 面 、 真实 、 有效 的数 据记 录 。 国 内所 有 的有人 机 系统 都 配 备有 飞参 记 录仪 , 多
据链下 传地 面控 制 站 而记 录 的飞 行 与 任务 载荷 数 据 ,
数据 回放 系统 也 可 以单 步 2 ms 现整 个 飞行 过 程 的 0 重 飞行 状态 、 制指 令 以及 图像 和 发动 机 噪声 , 于分析 控 便
异 常时刻 的状 态 信 息 和查 找 原 因 ; 时 回放 系 统也 可 同
李 大健 , 田晓雄 , 臧频 阳
( 西北 工业 大学 3 5研 究所 , 6 陕西 西安 7 0 6 ) 10 5
摘 要 : 人 机 飞 行 试 验 的故 障和 事故 分析 需要 完 整 记 录 无 人 机 飞 行 状 态 及 环 境 信 息 , 此 设 计 了 无 为
能 够记 录无 人 机 遥 测/ 控 、 遥 飞行 图像 和 发 动 机 噪 声 的机 栽 综 合 记 录仪 , 解 决 了各 种 信 息 的 同步 并 记 录和 回放 问题 , 供 了一 套 完整 的解 决方 案 。 同 时 为 满 足 无 人 机 特 殊 的 使 用 环 境 , 记 录仪 进 行 提 对 了 小型 化 、 重 设 计 及 电磁 兼 容 设 计 , 果表 明 , 记 录仪 适 用 于 无人 机 系统 , 无 人 机 飞 行 性 能 分 减 结 此 为
低成本无人机机载记录仪设计与应用

低成本无人机机载记录仪设计与应用
张波;席庆彪;贾伟
【期刊名称】《航空计算技术》
【年(卷),期】2009(039)003
【摘要】针对市场上现有记录仪采集串行口通道数少,采集速率低,且价格昂贵等问题,提出了基于PC104单板机为架构的INS/GPS组合导航设备数据采集系统设计方案,给出了设计原理、系统组成以及实现方法.飞行试验结果表明该记录仪具有存存储容量大、高采样率,多串口通道,体积小和成本低等特点,满足了对INS/GPS组合导航设备进行性能评估的需要.
【总页数】3页(P114-116)
【作者】张波;席庆彪;贾伟
【作者单位】西北工业大学,无人机研究所,陕西,西安,710065;西北工业大学,无人机研究所,陕西,西安,710065;西北工业大学,无人机研究所,陕西,西安,710065
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.2
【相关文献】
1.无人机载数据记录仪软件的实时性分析与优化 [J], 高思远;王延东;张宏巍
2.低成本无人飞行器机载数据记录仪的设计与实现 [J], 刘光辉;周军;于晓洲
3.一种低成本高可靠无人机机载数据通信系统设计 [J], 王铮勐;饶浩;梁显锋
4.某型无人机机载双路视频与飞参记录仪设计 [J], 刘磊;肖佳伟;贾伟
5.无人机机载综合信息记录仪设计应用 [J], 李大健;田晓雄;臧频阳
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机载光纤通道采集记录仪的设计及实现

机载光纤通道采集记录仪的设计及实现邓轲;田泽;郭亮;王泉【摘要】As one of the next generation avionics networking standard,fiber channel ( FC) is widely used in the field of avionics inter-connect and communication. Special equipments for airborne FC collection,recording and analysis are necessary instrument which acceler-ate its development,safeguard reliability and performance. They are also effective tools of maintenance and test. However,the develop-ment of special FC equipment for acquisition and recording lags behind the development of airborne FC equipment. According to this sta-tus,a multi-functional FC acquisition &recorder was proposed in which the modular design concept is used and hardware &software is divided in reason based on FPGA. It describes its system architecture and hardware &software components and its design idea. This FC recorder is small in size and easy in use,and a long time and high reliable FC network data can be recorded in real-time and downloaded and analyzed for playback on the ground which can meet the requirement for the airborne FC equipment and has a broad market pros-pects.%作为下一代航电网络的主要标准之一,光纤通道( FC)被广泛应用于航电设备的互连、通讯等领域。
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(ntu f r io udneadC n o N r w s r o t h i l nvrt, ia 10 2 C i ) Istt o Pe s nG iac n ot l ot et nPl e nc i syx’ n70 7 , hn i e ci r, h e y c aU e i a
对硬 盘控 制和 读 写功 能 ; 据 数 据 存储 特 点 , 根 移植 了 F T 文件 系统 F ts 保 证 了对数 据 的有 效 记 录 。 A a , F
最后试验表明, 该数据记录仪不仅满足 了系统高速性 、 实时性、 可靠性及体积小等要 求, 而且还具有结构
简约和 成本低 的优 点 。
t e r q ie n s h g pe d r a i n e i ii o n tn e wee f l le .F rh r r , e sr c u e o h e u r me t, i h s e , e ltme a d r la l y f ri sa c , r uf l d u t e mo e t tu t r f b t i h
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1 O・
《 测控 技 术)o 1年 第 3 第 1期 > l 2 0卷
低 成 本 无人 飞 行 器机 载 数 据 记 录仪 的设 计 与实 现
刘光辉 , 周 军, 于晓洲
7 07 ) 10 2 ( t2 西 ̄, 业大学 精 确制导与控制研究所 , 3 陕西 西安
摘 要 : 对无人 飞行 器机 载数 据记 录仪 的应 用背景和使 用要 求 , 计 了一种 新型 、 成 本 的软 硬件 系统 。 针 设 低
t a a te t e r c r i g o ed t ie w t e fa u e fd t tr g . i al h s e n tae h t o g r n e h e o d n f h a ai l i t e t r so aa s a e F n l t e t t mo s t d t a u t n n h h o y e d r
关键 词 : 据记 录仪 ;O C; E主机控 制 器 ; 数 SP I D 文件 系统 中图分类 号 : P 7 . 文献标 识码 : 文章编 号 :0 0—8 2 ( 0 1 O — 0 0— 3 T 24 2 A 10 89 2 1 ) 1 0 1 0
De i n a a i a i n o w- s sg nd Re l to f Lo Co tUAV r r e Da a Re o d r z Aibo n t c r e
c mmo d r , c u t r nd S n t e o d d. e a q ii o fsg a si s lt d a d t e sa t p o e r — o n e s a t ao s a O o ober c r e Th c u st n o in l sio ae n h tru ft e i h
c r e sp le . oi t t rv su e sd t mo y T e d sg f D o t o t l rwa c o l h d o d ri u s d S l s e d e i s d a aa me r . h e in o E h s c n r l sa c mpi e , d a i I oe s
Absr c : n w o c s a d r n ot r y tm a e n t e a p ia in b c g o n n e ie n s ta t A e l w-o th r wa e a d s fwa e s se b s d o h p lc t a k r u d a d rqur me t o o h ft e UAV ib r e d t e o d rwa e i n d. ar o n aa r c r e s d sg e Thed sg " fa d t e o d rs se b s d o e in o aa r c r e y t m a e n SOPC wa r — sp o
根 据 飞行 器 的姿 态数 据 、 制导 指令和执 行机 构等 信号 采集记 录要 求 , 出 了一种 基 于 S P ss m o 提 O C(yt na e porm al ci) rga m be hp 的数 据记 录仪 总体设 计 结构 。记 录仪 实现 了系统 脉 冲启 动和 信 号采 集 隔 离等要 求 ; 采 用 固态 电子硬 盘作 为数 据存储 器, 完成 了 I E(ne i n d v lc o i ) D it l e t r ee t nc 主机 控 制 器的 设计 。 lg i er s 实现 了
a d t e f cins s c sr a nபைடு நூலகம் rt n rv o to , r c e e T e F ls se wa r u h n n h un to , u h a e d a d w i a d d e c n r l we e a hiv d. e i h AT f e y t m sb o g ti i
p sd a c rig t h e urme t fd t c ust n T e d t e d c me f m ih t td , ud n e oe , c odn o te r q i e ns o aa a q i i . h aa n e o r fg tatu e g ia c io o l i