📄Работа №207299
Тема: Разработка микроконтроллерной системы обработки первичный навигационных данных
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
98 листов
Год:
2020
Просмотров:
45
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КВАДРОКОПТЕРА 6
1.1 Система управления БПЛА 6
1.2 Система передачи данных 11
1.3 Вывод по главе 13
2 ОПИСАНИЕ БЛОКА СЧИТЫВАНИЯ ДАННЫХ 14
2.1 Выбор блока 14
2.1.1 Ardupilot 14
2.1.2 Pixhawk 16
2.2 Обзор Ardupilot 17
2.2.1 ATmega2560-16AU 17
2.2.2 MPU6000 19
2.2.3 MS5611-01BA 22
2.2.4 HMC5883L 25
2.2.5 I2C 27
2.4 Вывод по главе 33
3 ФИЛЬТР КАЛМАНА 34
3.1 Фаза предсказания 35
3.2 Фаза предсказания 35
3.3 Выводы по главе 36
4 НАСТРОЙКА АППАРАТНОЙ ЧАСТИ 38
4.1 Выводы по главе 43
5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 44
5.1 Вывод по главе 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 56
ПРИЛОЖЕНИЕ А 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КВАДРОКОПТЕРА 6
1.1 Система управления БПЛА 6
1.2 Система передачи данных 11
1.3 Вывод по главе 13
2 ОПИСАНИЕ БЛОКА СЧИТЫВАНИЯ ДАННЫХ 14
2.1 Выбор блока 14
2.1.1 Ardupilot 14
2.1.2 Pixhawk 16
2.2 Обзор Ardupilot 17
2.2.1 ATmega2560-16AU 17
2.2.2 MPU6000 19
2.2.3 MS5611-01BA 22
2.2.4 HMC5883L 25
2.2.5 I2C 27
2.4 Вывод по главе 33
3 ФИЛЬТР КАЛМАНА 34
3.1 Фаза предсказания 35
3.2 Фаза предсказания 35
3.3 Выводы по главе 36
4 НАСТРОЙКА АППАРАТНОЙ ЧАСТИ 38
4.1 Выводы по главе 43
5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 44
5.1 Вывод по главе 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 56
ПРИЛОЖЕНИЕ А 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
📖 Аннотация
В данной работе представлена разработка и практическая реализация микроконтроллерной системы для обработки первичных навигационных данных, предназначенной для применения в беспилотных летательных аппаратах. Актуальность исследования обусловлена стремительным расширением сфер использования дронов, где ключевой проблемой остается обеспечение надежности и точности навигационной информации в условиях зашумленных данных, передаваемых по беспроводным каналам. Основным результатом работы является созданная аппаратно-программная платформа на базе миникомпьютера Ardupilot с датчиками MPU6000 и HMC5883L, для которой был разработан и реализован на языке C в среде Atmel Studio алгоритм фильтра Калмана, эффективно устраняющий помехи в показаниях акселерометра, гироскопа и магнитометра. Научная значимость заключается в адаптации и оптимизации алгоритма фильтрации для конкретной микроконтроллерной архитектуры, а практическая — в создании готового функционального модуля, повышающего точность и надежность навигации БПЛА. Теоретической основой исследования послужили работы таких авторов, как В.С. Яценков, рассматривающий основы построения квадрокоптеров, М.Н. Красильщиков и Г.Г. Себряков, анализирующие современные информационные технологии в навигации, а также Р.У. Биард и У.Т. МакЛэйн, исследующие теорию и практику малых беспилотных аппаратов.
📖 Введение
История развития вычислительной техники началась в начале 50-х годов, когда на свет появилось первое поколение компьютеров с архитектурой фон Неймана. Это был Манчестерский Марк 1, который был 17 метров в длину, включал в себя 75 тысяч электронных ламп, 4 трубки Уильямса и имел процессор на 30 инструкций. С течением времени технологии совершенствовались, мощности ЭВМ росли, а их размеры уменьшались. В современном мире компьютеры используются во всех сферах жизни общества и имеются в домах у многих людей.
Рынок одноплатных миникомпьютеров так же не стоит на месте и быстро развивается, особенно в последнее время. Сейчас можно найти множество различных моделей от различных производителей. Они отличаются друг от друга размерами, характеристиками, функциональностью, доступностью приобретения и ценой.
В настоящее время дроны и квадрокоптеры занимают все больше места в нашей привычной жизни. Их значимость в ближайшем будущем переоценить крайне трудно. Беспилотные летательные аппараты (БИЛЛ) используются в большом спектре отраслей: от военной до бытовой. Но так как данные с них передаются при помощи беспроводных сетей, преимущественно в движении, возникает значительное количество помех и шумов. Данные, поступающие с датчиков зачастую сильно зашумлены, и чтобы получить реальную информацию необходимо применять различные методы фильтрации.
Целью выпускной квалификационной работы является: создания микроконтроллерной системы обработки первичных навигационных данных Для реализации поставленной задачи в качестве основы будем использовать одноплатный миникомпьютер.
Рынок одноплатных миникомпьютеров так же не стоит на месте и быстро развивается, особенно в последнее время. Сейчас можно найти множество различных моделей от различных производителей. Они отличаются друг от друга размерами, характеристиками, функциональностью, доступностью приобретения и ценой.
В настоящее время дроны и квадрокоптеры занимают все больше места в нашей привычной жизни. Их значимость в ближайшем будущем переоценить крайне трудно. Беспилотные летательные аппараты (БИЛЛ) используются в большом спектре отраслей: от военной до бытовой. Но так как данные с них передаются при помощи беспроводных сетей, преимущественно в движении, возникает значительное количество помех и шумов. Данные, поступающие с датчиков зачастую сильно зашумлены, и чтобы получить реальную информацию необходимо применять различные методы фильтрации.
Целью выпускной квалификационной работы является: создания микроконтроллерной системы обработки первичных навигационных данных Для реализации поставленной задачи в качестве основы будем использовать одноплатный миникомпьютер.
✅ Заключение
Основные проблемы, связанные с использованием дронов - это пере
дача данных. Чем большее расстояние отделяет дрон и пользователя, тем выше вероятность потери данных при передаче, поэтому очень важно контролировать траекторию движения и состояние всей системы коптера в целом. Так же информация, видимая человеком, должна быть максимально точной, чтобы вовремя обнаружить какие-либо неполадки и предпринять меры для их устранения.
В ходе данной работы была разработана микроконтроллерная система обработки первичных навигационных данных. Аппаратная часть состоит из миникомпьютера Ardupilot, датчиков HMC5883L и MPU6000. Алгоритмическая часть - это алгоритм фильтра Калмана, который был разработан в системе Atmel Studio на основе языка C.
дача данных. Чем большее расстояние отделяет дрон и пользователя, тем выше вероятность потери данных при передаче, поэтому очень важно контролировать траекторию движения и состояние всей системы коптера в целом. Так же информация, видимая человеком, должна быть максимально точной, чтобы вовремя обнаружить какие-либо неполадки и предпринять меры для их устранения.
В ходе данной работы была разработана микроконтроллерная система обработки первичных навигационных данных. Аппаратная часть состоит из миникомпьютера Ardupilot, датчиков HMC5883L и MPU6000. Алгоритмическая часть - это алгоритм фильтра Калмана, который был разработан в системе Atmel Studio на основе языка C.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.