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設(shè)備與工具
SYFC系統(tǒng)由機(jī)載飛控單元、數(shù)傳電臺(tái)和地面站組成。SYFC系統(tǒng)采用國(guó)際領(lǐng)先的設(shè)計(jì)理念，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)之上，融合了先進(jìn)的導(dǎo)航算法，具有安全可靠、功能靈活、簡(jiǎn)潔易用等特點(diǎn)。
SYFC系統(tǒng)具備純手動(dòng)和全自動(dòng)飛行控制模式，在保障飛行安全和圓滿完成工作任務(wù)的前提下有效減小操作復(fù)雜度。同時(shí)可以針對(duì)不同飛行任務(wù)需求，提供飛行控制信息的實(shí)時(shí)輸出和定制優(yōu)化，為客戶進(jìn)行二次開發(fā)提供極大便捷。
一、系統(tǒng)總體架構(gòu)
SYFC系統(tǒng)總體架構(gòu)如下圖所示：
圖1 SYFC系統(tǒng)總體架構(gòu)圖
二、各組成部分介紹
1、飛控系統(tǒng)
SYFC飛控系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：
(1) 分層設(shè)計(jì)，融合了先進(jìn)的導(dǎo)航算法，整個(gè)系統(tǒng)安全可靠、配置靈活。
(2) 系統(tǒng)涵蓋了姿態(tài)估算、姿態(tài)控制、位置控制、自動(dòng)導(dǎo)航、通信協(xié)議、失效保護(hù)、系統(tǒng)命令、日志記錄、視頻處理等基礎(chǔ)功能，同時(shí)在這些基礎(chǔ)功能之上，提供了各種豐富的應(yīng)用功能，包括數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示、飛行任務(wù)規(guī)劃、飛行模式設(shè)定、命令處理、導(dǎo)航處理、自動(dòng)調(diào)參、仿真、調(diào)試等。
(3) 除了提供的應(yīng)用功能之外，還可根據(jù)用戶要求進(jìn)行個(gè)性化定制。在軟件層面，系統(tǒng)提供開放的公共接口，方便用戶進(jìn)行二次應(yīng)用開發(fā)。在硬件層面，預(yù)留I2C、UCAN、SPI、UART等多種可擴(kuò)展接口，支持?jǐn)?shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的輸入輸出，可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行元器件選擇和接入。
(4) 支持手動(dòng)飛行、自動(dòng)起飛、自主返航、自動(dòng)降落等多種飛行模式。
(5) 所有關(guān)鍵部件冗余設(shè)計(jì)，對(duì)飛行過程中的各種異常情況都有內(nèi)置的處理預(yù)案，能夠有效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，保證飛行安全。
2、數(shù)傳電臺(tái)
SYFC與N920無縫集成，N920采用跳頻傳輸技術(shù)，工作在902-928MHZ，提供LAN、USB、RS232、RS485等數(shù)據(jù)接口，提供115.2kbps-1.2Mbps的空中鏈路速率及較高的接收靈敏度，為空中寬帶遠(yuǎn)距離傳輸提供了有力的保障，廣泛應(yīng)用于SCADA、GPS、電力、石油、視頻、語音等系統(tǒng)。
圖2 數(shù)傳電臺(tái)外形圖
N920具有以下特點(diǎn)：
(1) 長(zhǎng)距離傳輸，最大100km。
(2) 無線鏈路波特率最大1.2Mbps。
(3) 非常高的接收靈敏度，良好的信道抑制性能,-100dbm。
(4) 最大射頻輸出功率達(dá)1W。
(5) 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，中繼，對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)能到IP/以太網(wǎng)絡(luò)。
(6) 支持串口(2)、USB(1)、以太網(wǎng)接口(1)。
(7) 工作電壓：7-30V DC。
(8) 32位CRC，可選擇前向糾錯(cuò)式重發(fā)。
(9) 良好的網(wǎng)絡(luò)管理和遠(yuǎn)程代碼升級(jí)能力：完全的VLAN支持;支持Telnet、Web brower本地控制臺(tái);具有SNMP網(wǎng)絡(luò)管理能力;通過FTP實(shí)現(xiàn)代碼升級(jí)。
3、地面站系統(tǒng)
SYFC地面站系統(tǒng)支持固定翼、多旋翼、直升機(jī)、共軸直升機(jī)等不同機(jī)型，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行靈活的功能配置。系統(tǒng)提供可視化的衛(wèi)星地圖操作界面，各種參數(shù)能夠在地面站實(shí)時(shí)顯示，用戶能夠制定飛行計(jì)劃，實(shí)時(shí)監(jiān)控飛行軌跡、飛行姿態(tài)變化和視頻數(shù)據(jù)，無論是PC、移動(dòng)終端都基于統(tǒng)一的控制面板，主要功能提供一鍵式操作，簡(jiǎn)單明了。
地面站系統(tǒng)首界面如下所示：
圖4 地面站主界面圖
地面站系統(tǒng)功能描述如下：
(1) 主功能面板：能夠顯示所有的飛行狀態(tài)參數(shù)、各個(gè)接入設(shè)備、傳感器的監(jiān)控狀況、異常情況的提示，航拍的視頻、飛行器的飛行軌跡。飛行首界面能夠最大化，操作菜單能夠進(jìn)行隱藏。
(2) 常用功能一鍵觸發(fā)：常用功能如“飛行至此”、“懸?！薄ⅰ白灾鞣岛健?、“本地降落”、“自動(dòng)起飛”都是一鍵式操作，觸發(fā)按鈕即完成既定功能。
(3) 飛行計(jì)劃：能夠便利地制定飛行任務(wù)和計(jì)劃，設(shè)定飛行航線，設(shè)定航線中每個(gè)航點(diǎn)需要完成的任務(wù)，能夠根據(jù)飛行器的位置和定位情況設(shè)置初始位置，設(shè)定好的航點(diǎn)能夠?qū)懭氲斤w控系統(tǒng)中。
(4) 初始設(shè)置/校準(zhǔn)：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳感器或設(shè)備的初始化及校準(zhǔn)工作，提供設(shè)備的初始數(shù)據(jù)，提高飛行的準(zhǔn)確性和飛行的安全性。
(5) 參數(shù)設(shè)置：能夠根據(jù)飛行器的不同特點(diǎn)，能夠方便進(jìn)行各種參數(shù)的設(shè)置，參數(shù)設(shè)置將影響飛控的執(zhí)行結(jié)果。參數(shù)設(shè)置根據(jù)使用頻度不同，分為基本參數(shù)、擴(kuò)展參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、高級(jí)參數(shù)，還有所有參數(shù)匯總的功能。
(6) 系統(tǒng)配置：系統(tǒng)中常用的一些配置功能，包括飛行模式配置，飛行范圍設(shè)定，故障保護(hù)設(shè)定，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，顯示設(shè)置等內(nèi)容。
(7) 日志分析：對(duì)記錄的日志進(jìn)行分析，通過日志分析，能夠?qū)φ麄€(gè)飛行過程進(jìn)行回放，定位飛行過程中的問題。
(8) 模擬仿真：仿真可以在不進(jìn)行真機(jī)飛行時(shí)模擬整個(gè)飛行情況。由于仿真時(shí)針對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了較為精準(zhǔn)的建模，并且可以模擬各種物理場(chǎng)景，因此，模擬仿真有時(shí)能夠找出實(shí)際飛行無法遇到的各種問題，同時(shí)又不會(huì)造成任何物質(zhì)上的損失。所以，模擬仿真為飛行教學(xué)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有非常重要的意義。
