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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王銀華
研究生(外文):Yin-Hua Wang
論文名稱:無人自主飛行載具嵌入式航電系統設計與實現
論文名稱(外文):The Development and Realization of Unmanned Autonomous Flight Vehicles Based on Embedded Avionics System
指導教授:歐陽讓歐陽讓引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:中華科技大學
系所名稱:飛機系統工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:導航飛行控制紅外線
外文關鍵詞:UAVRPVGPSPID
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無人飛行載具UAV(Unmanned Aer ial Vehicle, UAV)是一個不
需要飛行員操控,且能夠自主飛行的載具體。無人飛行載具所有的
控制與導航,都是依靠飛控電腦做運算。隨著科技技術突飛猛進,
使得無人飛機運用領域擴大且需求提高,採用遙控方式的無人飛機
已無法滿足對無人飛機的需求。自主飛行控制系統越來越受到重視;
控制技術和導航技術的發展,使得自主導航飛行成為無人載具的重
要功能之一。應用單晶片微控制器,運用在無人飛機上作為自主飛
行的實現平台,主要功能利用GPS訊號,得知經度及緯度的座標以
及高度、速度、航向等,經運算後,再利用PID控制器修正目前的
位置,以及計算出離下一個目標的距離,並修正方向來完成自主飛
行導航。姿態保持部份則是利用紅外線感測器取代目前一般的陀螺
儀,其特性為不易受到其它波長與外界的干擾,使用紅外線感測器
來量測飛行載具的X軸與Y軸溫度值,當感測器偵測到X軸或Y軸溫
度不同時,將產生電壓訊號輸出,借由此輸出電壓訊號值的變化經
飛控電腦運算後,可調整飛行載具的姿態(俯仰與側滾)。
An Unmanned Aerial Vehicle does not require pilot manipulation. All
of the control and navigation in the vehicles are relying on the flight control
computer to do computing. As technology Rapid advances in technology
making the use of remote control of unmanned aircraft have been u nable to
meet the demand. Autonomous flight control system is becoming
increasingly important; control technology and navigation technology,
enables the autonomous navigation flight to become one of important
vehicle functions. In this paper a single.chip micro.controller has been used
in the unmanned aircraft as a platform for the realization of autonomous
flight. The longitude and latitude coordinates as well as the distance from
sea level, speed, heading and so on are getting from GPS. The PID
Controller is used to amend the current position and calculate the distance
from the next target . Posture to maintain majority are using infrared sensors
to replace the general gyroscope, whose characteristics are less susceptible
to interference from other wavelengths with the outside world. We are using
infrared thetmopile sensors to measure the temperature on flight vehicle
X.axis and Y.axis both sides. When the sensor detects the X.axis or Y.axis
temperature is not the same, will produce a voltage signal output . This
voltage input to the flight control computer will let the aircraft
attitude(pitching and rolling)can be adjustable.
致謝 II
摘要 III
ABSTRACT IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章、緒論 1
1-1前言 1
1.2文獻回顧 2
1.3研究動機與目的 6
1.4 研究方法與步驟 7
1.5各章概述 8
第二章 、無人飛行載具系統設計與製作 9
2.1無人飛行載具機體初步設計 9
2.2無人載具機體細部設計 12
第三章、無人飛行載具系統架構 16
3.1 無人載具系統架構規劃 16
3.2無人載具元件裝置 17
3.2.1遙控器 17
3.2.2動力系統 17
3.2.3伺服器 18
3.2.4 ArduPilot 18
3.2.5 感測器 19
3.2.6 GPS 20
3.2.7 Eagle Tree 20
3.2.8 無線攝影機系統 21
第四章、自主飛行工作原理 24
4.1伺服馬達控制 25
4.2高度保持設計 27
4.3姿態保持 30
4.4 GPS導航工作原理 33
第五章、操作方式 37
第六章、飛行載具飛試驗證 38
6.1飛行載具實際飛行驗證 38
6.2飛行載具實際飛行驗證 41
6.3飛行載具實際飛行驗證 44
6.4飛行載具實際飛行驗證 47
第七章、結論與未來展望 50
參考文獻 52
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