專利名稱：一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)試裝置，特別是涉及一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置。
背景技術(shù)：
無(wú)人機(jī)是一種有動(dòng)力、可控制、能攜帶多種任務(wù)載荷、執(zhí)行多種任務(wù)并能重復(fù)使用的無(wú)人戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)，由于其零傷亡風(fēng)險(xiǎn)和高機(jī)動(dòng)性等優(yōu)勢(shì)引起了各國(guó)軍方的高度重視。無(wú)人機(jī)與地面的數(shù)據(jù)傳輸分上行和下行，上行是從地面到無(wú)人機(jī)，下行是從無(wú)人機(jī)到地面。通常情況下，當(dāng)我們調(diào)試無(wú)人機(jī)時(shí)，如果需要更改高度等的控制參數(shù)的值，有如下三種方式，1、用遙控器，但遙控器的通道數(shù)有限，也可以不斷地改程序，調(diào)到哪部分，就把用到的參數(shù)映射到相應(yīng)的遙控器通道，但總改程序也麻煩；2、停止無(wú)人機(jī)運(yùn)行，改程序，重新燒程序后脫離仿真器，再上電運(yùn)行，此種方式麻煩，浪費(fèi)時(shí)間；3、停止無(wú)人機(jī)運(yùn)行，改程序， 無(wú)人機(jī)帶著仿真器飛行，此種方式也麻煩，另外無(wú)人機(jī)帶著仿真器飛行比較笨重，而且線短，不方便調(diào)試。通常情況下，當(dāng)我們調(diào)試無(wú)人機(jī)時(shí)，如果直接用眼睛觀察無(wú)人機(jī)的動(dòng)作，不能精確地察覺(jué)到一些參數(shù)的細(xì)微變化，也就不能及時(shí)地對(duì)一些控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，不方便調(diào)試，而且不能對(duì)異常甚至危險(xiǎn)的飛行情況及時(shí)報(bào)警，并有可能產(chǎn)生如下后果無(wú)人機(jī)飛行安全性降低，嚴(yán)重破壞無(wú)人機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)，甚至墜毀。機(jī)載存儲(chǔ)器通過(guò)飛行計(jì)算機(jī)可以將無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，但只有當(dāng)無(wú)人機(jī)降落地面后，才能讀取該數(shù)據(jù)以了解某些參數(shù)的變化情況，如果無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中的某些參數(shù)出現(xiàn)異常和失效等情況，我們將無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對(duì)；用現(xiàn)成的串口助手不能顯示小數(shù)，也不能將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái)，用于事后分析；用串口線連無(wú)人機(jī)與監(jiān)測(cè)電腦，串口線影響無(wú)人機(jī)的飛行，不方便調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決不能及時(shí)察覺(jué)參數(shù)的變化對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，以及不能對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的問(wèn)題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置，其特征在于，該裝置包括無(wú)人機(jī)部分和地面部分，無(wú)人機(jī)部分包括DSP和第一無(wú)線模塊，地面部分包括第二無(wú)線模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和電腦調(diào)參軟件模塊；當(dāng)?shù)孛娌糠中枰臒o(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的控制參數(shù)和電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)， 電腦調(diào)參軟件模塊發(fā)出信號(hào)指令，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊到達(dá)第二無(wú)線模塊，第二無(wú)線模塊發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)到第一無(wú)線模塊，由無(wú)人機(jī)部分的第一無(wú)線模塊接收信號(hào)后發(fā)送到DSP ； DSP對(duì)接收無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的控制參數(shù)更改設(shè)置后發(fā)送到第一無(wú)線模塊，第一無(wú)線模塊發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)到第二無(wú)線模塊，第二無(wú)線模塊接收到第一無(wú)線模塊發(fā)射的信號(hào)后經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換到電腦調(diào)參軟件模塊，電腦調(diào)參軟件模塊顯示更改后的數(shù)據(jù)。本發(fā)明不僅能以曲線和數(shù)值的形式將變量實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，而且能實(shí)時(shí)監(jiān)控飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)超出安全范圍時(shí)及時(shí)報(bào)警。此外，本發(fā)明構(gòu)成簡(jiǎn)單、可靠性高、操作容易，利用本發(fā)明可縮短無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。


圖1是本發(fā)明一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置電腦調(diào)參軟件模塊的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的調(diào)試裝置包括DSP、第一無(wú)線模塊、第二無(wú)線模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和電腦調(diào)參軟件模塊，其中DSP和第一無(wú)線模塊安置于無(wú)人機(jī)上，第二無(wú)線模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和電腦調(diào)參軟件模塊屬于地面部分。當(dāng)?shù)孛娌糠中枰臒o(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的控制參數(shù)時(shí)，在電腦的調(diào)參軟件處可進(jìn)行更改，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換到達(dá)第二無(wú)線模塊，第一無(wú)線模塊接到數(shù)據(jù)后經(jīng)串口傳給DSP，通過(guò)此種方式可改的參數(shù)數(shù)量較多，而且省事，節(jié)省時(shí)間，也減去了仿真器的重量。無(wú)人機(jī)的姿態(tài)等信息從DSP發(fā)到第一無(wú)線模塊，第二無(wú)線模塊接到數(shù)后經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換，通過(guò)串口傳到電腦，電腦上的調(diào)參軟件模塊就可以顯示姿態(tài)等的數(shù)據(jù)。 通過(guò)電腦上的調(diào)參軟件模塊可以看到姿態(tài)等參數(shù)的細(xì)微變化，也就能及時(shí)對(duì)一些控制參數(shù)進(jìn)行更改，節(jié)省時(shí)間；該調(diào)參軟件也能顯示小數(shù)，還能將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái)，用于事后分析；用2 個(gè)無(wú)線模塊取代了無(wú)人機(jī)與電腦間的串口線，有利于無(wú)人機(jī)的飛行，方便調(diào)試。調(diào)參軟件包括上行數(shù)據(jù)界面和下行數(shù)據(jù)界面，圖2為調(diào)參軟件模塊的程序流程圖；下行數(shù)據(jù)界面包括實(shí)時(shí)圖形和數(shù)據(jù)顯示區(qū)，控制顯示哪幾個(gè)參數(shù)的圖形和數(shù)值的復(fù)選框，參數(shù)設(shè)置按鈕、發(fā)送和關(guān)閉按鈕；上行數(shù)據(jù)界面包括俯仰、橫滾、偏航和高度的控制參數(shù)設(shè)置區(qū)及電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置區(qū)，保存和關(guān)閉按鈕；通過(guò)調(diào)參軟件下行數(shù)據(jù)界面可以顯示無(wú)人機(jī)傳過(guò)來(lái)的姿態(tài)等變量的數(shù)值以及隨著時(shí)間的變化曲線，單擊此界面的setting按鈕，就進(jìn)入上行數(shù)據(jù)界面，通過(guò)此界面可以設(shè)置俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)和高度的控制參數(shù)以及電機(jī)轉(zhuǎn)速， 改完數(shù)據(jù)后單擊保存按鈕，再點(diǎn)關(guān)閉，回到下行界面圖，點(diǎn)發(fā)送，上行數(shù)據(jù)就通過(guò)第一無(wú)線模塊和第二無(wú)線模塊傳給無(wú)人機(jī)。第一無(wú)線模塊和第二無(wú)線模塊都是雙工的，既能做發(fā)射模塊，又能做接收模塊；第一無(wú)線模塊配置成協(xié)調(diào)器，第二無(wú)線模塊配置成路由器，由協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)，路由器加入進(jìn)來(lái)，兩個(gè)無(wú)線模塊就能進(jìn)行雙向通訊。為了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性更好，將第一無(wú)線模塊和第二無(wú)線模塊的打包間隔時(shí)間值都設(shè)為0，將第一無(wú)線模塊和第二無(wú)線模塊配置成單播模式，即電腦讀取第一無(wú)線模塊固有地址SH(Serial Number High)、SL(Serial Number Low)和第二無(wú)線模塊固有地址SH、SL，將第二無(wú)線模塊目的地址DH (Destination Address High)、 DL (Destination Address Low)改成第一無(wú)線模塊的固有地址SH、SL，將第一無(wú)線模塊目的地址DH、DL改成第二無(wú)線模塊的固有地址SH、SL ；本裝置采用的DSP是TMS320F28335，發(fā)送下行信號(hào)時(shí)，首先對(duì)串行口初始化，使幀格式滿足通信協(xié)議的要求，設(shè)置波特率為9600bps，打開(kāi)串口接收中斷，并使能串行口，在串行口初始化完成后，如果定時(shí)時(shí)間到，把要發(fā)送的數(shù)據(jù)如俯仰值0x41寫入到SCITXBUF就會(huì)產(chǎn)生發(fā)送中斷，DSP發(fā)送數(shù)據(jù)給第一無(wú)線模塊；第二無(wú)線模塊XBee Pro中集成有一個(gè)UART接口，當(dāng)串行數(shù)據(jù)通過(guò)DIN引腳進(jìn)入 XBee Pro模塊后，數(shù)據(jù)會(huì)先存儲(chǔ)在串行接收緩沖器中，直到被發(fā)送器通過(guò)天線發(fā)送出去；當(dāng)天線接收RF數(shù)據(jù)后，接收數(shù)據(jù)則先進(jìn)入串行發(fā)送緩沖器，然后再串行送入電平轉(zhuǎn)換模塊中，用maxl3223芯片進(jìn)行XBee Pro與上位機(jī)之間的TTL電平和RS-232電平的轉(zhuǎn)換；經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在調(diào)參軟件中轉(zhuǎn)成十進(jìn)制數(shù)65，在調(diào)參軟件的下行數(shù)據(jù)界面能以數(shù)字形式顯示出來(lái)，同時(shí)以相鄰串口數(shù)據(jù)為2個(gè)縱坐標(biāo)，讀數(shù)次數(shù)為2個(gè)橫坐標(biāo)，用 VB在這兩點(diǎn)間畫線，多個(gè)這樣兩點(diǎn)間的線就組成串口數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)曲線。發(fā)送上行信號(hào)時(shí)，首先單擊調(diào)參軟件的setting進(jìn)入上行界面，選擇motorrev選項(xiàng)卡，寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù)即4個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為2000，2200，MOO和2500，保存，關(guān)閉，回到下行界面，點(diǎn)發(fā)送，傳到電平轉(zhuǎn)換模塊，用maxl3223芯片進(jìn)行XBee Pro與上位機(jī)之間的 TTL電平和RS-232電平的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后發(fā)給第二無(wú)線模塊；第一無(wú)線模塊XBee Pro中集成有一個(gè)UART接口，當(dāng)串行數(shù)據(jù)通過(guò)DIN引腳進(jìn)入 XBee Pro模塊后，數(shù)據(jù)會(huì)先存儲(chǔ)在串行接收緩沖器中，直到被發(fā)送器通過(guò)天線發(fā)送出去；當(dāng)天線接收RF數(shù)據(jù)后，接收數(shù)據(jù)則先進(jìn)入串行發(fā)送緩沖器，然后再串行發(fā)出UART到達(dá)DSP ；數(shù)據(jù)到達(dá)DSP后，DSP響應(yīng)中斷，在中斷程序中把SCIRXBUF的內(nèi)容讀出，再控制相應(yīng)的電機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)發(fā)生改變。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置，其特征在于，該裝置包括無(wú)人機(jī)部分和地面部分，無(wú)人機(jī)部分包括DSP和第一無(wú)線模塊，地面部分包括第二無(wú)線模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和電腦調(diào)參軟件模塊；當(dāng)?shù)孛娌糠中枰臒o(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的控制參數(shù)和電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，電腦調(diào)參軟件模塊發(fā)出信號(hào)指令，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊到達(dá)第二無(wú)線模塊，第二無(wú)線模塊發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)到第一無(wú)線模塊，由無(wú)人機(jī)部分的第一無(wú)線模塊接收信號(hào)后發(fā)送到DSP ；DSP 對(duì)接收無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的控制參數(shù)更改設(shè)置后發(fā)送到第一無(wú)線模塊，第一無(wú)線模塊發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)到第二無(wú)線模塊，第二無(wú)線模塊接收到第一無(wú)線模塊發(fā)射的信號(hào)后經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換到電腦調(diào)參軟件模塊，電腦調(diào)參軟件模塊顯示更改后的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置，其特征在于，所述控制參數(shù)包括俯仰、橫滾、偏航和高度。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置，其特征在于，所述地面部分電腦調(diào)參軟件模塊的調(diào)參方法如下1)首先電腦讀取第一無(wú)線模塊固有地址SH、SL和第二無(wú)線模塊固有地址SH、SL，將第二無(wú)線模塊目的地址DH、DL改成第一無(wú)線模塊的固有地址SH、SL,將第一無(wú)線模塊目的地址DH、DL改成第二無(wú)線模塊的固有地址SH、SL ；2)下行數(shù)據(jù)界面顯示無(wú)人機(jī)的俯仰、橫滾、偏航和高度參數(shù)的數(shù)值大??；3)在上行數(shù)據(jù)界面設(shè)置包括俯仰、橫滾、偏航和高度的控制參數(shù)以及電機(jī)轉(zhuǎn)速；保存， 回到下行數(shù)據(jù)界面；4)發(fā)送指令通過(guò)地面部分的電平轉(zhuǎn)換模塊、第二無(wú)線模塊和無(wú)人機(jī)部分的第一無(wú)線模塊至DSP。
全文摘要
一種用于無(wú)人機(jī)飛行試驗(yàn)的調(diào)試裝置涉及一種調(diào)試裝置，包括無(wú)人機(jī)部分和地面部分，無(wú)人機(jī)部分包括DSP和第一無(wú)線模塊，地面部分包括第二無(wú)線模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和電腦調(diào)參軟件模塊；更改無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的控制參數(shù)和電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，電腦調(diào)參軟件模塊發(fā)出信號(hào)指令，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊到達(dá)第二無(wú)線模塊，第二無(wú)線模塊發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)，由無(wú)人機(jī)部分的第一無(wú)線模塊接收信號(hào)后發(fā)送到DSP；DSP對(duì)接收無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的控制參數(shù)更改設(shè)置后發(fā)送到第一無(wú)線模塊，第一無(wú)線模塊發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)，第二無(wú)線模塊接收到信號(hào)后經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換到電腦調(diào)參軟件，即可顯示更改后的數(shù)據(jù)。本發(fā)明構(gòu)成簡(jiǎn)單、可靠性高、操作容易，可縮短無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102354208SQ201110262398
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者吳宏圣, 孫強(qiáng), 張立華, 白越, 續(xù)志軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所