嚴(yán)敏

摘 要： 研究無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)問題。無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，確保提取系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信號(hào)的質(zhì)量與穩(wěn)定性，不僅可以確保無人機(jī)飛行控制安全，也可確保提升無人機(jī)信號(hào)采集與調(diào)度效益安全，發(fā)揮積極影響。優(yōu)化設(shè)計(jì)了無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊，以便可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集與處理調(diào)理。結(jié)果證實(shí)，在無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化設(shè)計(jì)無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊，可提升12.0%的無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)采集質(zhì)量，同時(shí)，也可提升8.0%的無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)處理調(diào)理速度。

關(guān)鍵詞： 高質(zhì)量信號(hào)采集模塊； 動(dòng)態(tài)信號(hào)提取； 無人機(jī)； 處理調(diào)理模塊

中圖分類號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）22?0056?0

0 引 言

無人機(jī)在飛行的過程中，要想采集高質(zhì)量的動(dòng)態(tài)信號(hào)，不是一件易事。由于在無人機(jī)飛行過程中存在大量異常振動(dòng)環(huán)境，采集的動(dòng)態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)也會(huì)隨著飛行環(huán)境變化而出現(xiàn)隨機(jī)性改變， 降低了動(dòng)態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性。并且在無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)處理過程中，由于采集模塊數(shù)據(jù)失真，也會(huì)導(dǎo)致最終處理調(diào)理模塊反饋失常，降低無人機(jī)分析穩(wěn)定性。本文基于無人機(jī)高質(zhì)量信號(hào)采集及處理調(diào)理模塊進(jìn)行分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊。

1 無人機(jī)技術(shù)

可以通過采取計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編程的手段，來實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)行駛方向、飛行啟停以及飛行速度的自動(dòng)化控制，確保無人機(jī)在無需人工干預(yù)的情況下，可以正常運(yùn)行。無人機(jī)實(shí)現(xiàn)中，集環(huán)境感知技術(shù)、規(guī)劃決策技術(shù)于一體，并且實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)自動(dòng)飛行控制，也是一項(xiàng)由多項(xiàng)技術(shù)綜合實(shí)現(xiàn)的過程[1?3]。無人機(jī)中，要想采集高質(zhì)量動(dòng)態(tài)信息，不僅需要集中運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)以及通信導(dǎo)航技術(shù)，同時(shí)也需要運(yùn)用人工智能技術(shù)。隨著當(dāng)前智能化技術(shù)的發(fā)展，在無人機(jī)設(shè)計(jì)中，提升無人機(jī)動(dòng)態(tài)信息采集處理效率，有助于確保無人機(jī)高速穩(wěn)定運(yùn)行[4]；無人機(jī)可以預(yù)先按照設(shè)定好的模式飛行，無需人為干預(yù)管理，無人機(jī)就可在特定環(huán)境內(nèi)自動(dòng)化飛行運(yùn)作。

2 需求分析

無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)采集與處理，是控制無人機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵[5]。在無人機(jī)飛行過程中存在大量異常振動(dòng)環(huán)境，利用傳統(tǒng)的系統(tǒng)信號(hào)采集模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)振動(dòng)信號(hào)采集，受到多信號(hào)屬性糾纏的影響，降低了無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)采集的準(zhǔn)確性[6?9]。優(yōu)化設(shè)計(jì)無人機(jī)信號(hào)采集模塊，能夠極大地提高采集的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊，可以選擇通用性強(qiáng)、成本低的STC89C52單片機(jī)，作為本次無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)采集模塊中的控制平臺(tái)，并且通過具體的細(xì)化無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合現(xiàn)代化動(dòng)態(tài)信息采集傳感器技術(shù)、無人機(jī)飛行電機(jī)控制的相關(guān)技術(shù)知識(shí)，優(yōu)化實(shí)現(xiàn)無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集及處理調(diào)理功能，以便可以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)需求。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模

塊及處理調(diào)理模塊

3.1 總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

在本次無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)主要包括STC89C52單片機(jī)、信號(hào)采集終端、信號(hào)處理板模塊、信號(hào)調(diào)理模塊以及傳感器信號(hào)放大與A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示譯碼驅(qū)動(dòng)模塊以及LED數(shù)碼管顯示模塊，其設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

STC89C52單片機(jī)作為主控制器。這是由于在無人機(jī)的內(nèi)部，還裝有一些減速齒輪組設(shè)備，因此在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信號(hào)處理中，并不需去單獨(dú)考慮飛行調(diào)速的問題，可以直接采用L298N作為控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的芯片，其具有操作方便、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)[10]。同時(shí)，用光敏電阻作為動(dòng)態(tài)信息采集器，采光敏電阻的阻值，能夠跟隨無人機(jī)飛行過程中周圍環(huán)境光線變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這樣就在無人機(jī)處理調(diào)理模塊中，與單片機(jī)以及動(dòng)態(tài)信息采集傳感器組成有反饋的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

3.2 高質(zhì)量采集模塊設(shè)計(jì)

無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊設(shè)計(jì)中，是通過傳感器采集信號(hào)向單片機(jī)提供信息，合理地布局傳感器特別重要。本次傳感器采取M型布局。M型布局最適合檢測(cè)多彎道的軌跡[11]，能使在相同數(shù)量的傳感器下，獲得更多的數(shù)據(jù)，其設(shè)計(jì)電路如圖2所示。

3.3 處理調(diào)理模塊設(shè)計(jì)

在無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)處理調(diào)理模塊設(shè)計(jì)中，通過系統(tǒng)接收動(dòng)態(tài)信號(hào)，并高速及時(shí)發(fā)揮處理調(diào)理結(jié)果。具體處理流程如圖3所示。

3.4 軟件代碼實(shí)現(xiàn)

在無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊設(shè)計(jì)中，中斷動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集部分代碼設(shè)計(jì)如下：

進(jìn)行無人機(jī)飛行模擬，得出飛行動(dòng)態(tài)信息采集處理結(jié)果如圖4所示。優(yōu)化設(shè)計(jì)無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊，可以有效控制無人機(jī)飛行中的姿態(tài)，確保無人機(jī)在飛行中的穩(wěn)定性。

4 分析優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效益

本次無人機(jī)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用LED 89C52無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)采集以及處理調(diào)理模塊，增強(qiáng)了無人機(jī)動(dòng)態(tài)信息檢測(cè)精度，提高了無人機(jī)信號(hào)檢測(cè)動(dòng)態(tài)性能，可準(zhǔn)確獲取無人機(jī)中動(dòng)態(tài)信號(hào)，完成信號(hào)的有效處理，具有較高的準(zhǔn)確率。該設(shè)計(jì)在未來應(yīng)用前景廣闊。在無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化設(shè)計(jì)無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊，可提升12.0%的無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)采集質(zhì)量，同時(shí)，也可提升8.0%的無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)處理調(diào)理速度。

5 結(jié) 論

綜上所述，優(yōu)化設(shè)計(jì)的無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集模塊及處理調(diào)理模塊，基于支持本體提純無人機(jī)動(dòng)態(tài)號(hào)，確保了動(dòng)態(tài)信號(hào)高質(zhì)量采集實(shí)時(shí)性。不僅提高無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)挖掘的及時(shí)性與準(zhǔn)確性，還可在提純無人機(jī)動(dòng)態(tài)信號(hào)，降低信號(hào)處理調(diào)理誤差，確保無人機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行方面，發(fā)揮積極影響，可以在實(shí)踐中推廣該設(shè)計(jì)方法。

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