小型自主无人直升飞机软件系统设计与实现的开题报告

小型自主无人直升飞机软件系统设计与实现的开题报告开题报告一、课题背景随着科技的发展，自主无人直升飞机的应用日益广泛，涵盖了农业、医疗、物流、勘探等领域。传统的飞行器需要人为操纵，需要高昂的成本以及严格的员工资质要求。而自主无人直升飞机可以实现自主化的操作，不仅可以降低运营成本，而且在一些危险场合，比如救援、探矿等，可以更好地保障人员安全。因此，自主无人直升飞机已经成为了今后发展的必然趋势。而小型自主无人直升飞机可以更好地适应各种工作场景，因此受到了越来越多人的关注。基于这样的背景和前景，本课题拟对小型自主无人直升飞机软件系统进行设计和实现，实现飞行器的自主控制、数据分析、地理定位等功能，从而保障无人直升飞机的安全稳定、高效运营。二、研究内容1.研究并确定小型无人直升飞机硬件平台及相应技术：选择一款小型无人直升飞机，了解其硬件平台构造，评估其飞行性能、传感器、控制系统等技术指标，为研究软件系统提供参考。2.设计并实现小型无人直升飞机软件系统：设计实现软件控制系统，建立机器人路径规划、自主化决策、数据收集与分析等功能模块，实现自主飞行、地理定位和数据记录等基本功能。3.验证软件系统的稳定性与有效性：通过对软件系统的模拟测试和实际场景测试，验证软件系统的性能、稳定性等方面指标，并提出优化改进方案。三、研究方法1.数据分析方法：通过对现有的无人机软件系统的分析，了解市面上存在的问题、不足之处，为自主软件系统设计提供基础。2.需求分析方法：从应用场景出发，将无人机软件系统用户需求进行分析和解读，分析无人机软件系统的具体功能，以及现有技术解决的优势和问题。3.软件设计方法：选定软件开发框架，构建机器人路径规划、自主化决策、数据收集与分析等模块，实现系统的基本功能。4.模拟测试方法：通过模拟仿真实现软件系统功能，测试机器人路径规划、自主化决策、数据收集与分析等模块接口的有效性。5.实测测试方法：将软件系统运用到实际场景测试中，根据实际测试结果，修正并提出软件系统的改进方案。四、预期成果1.实现小型无人直升飞机的自主控制：采用传感器、GPS等技术手段，实现自主飞行、自主罗盘、自主遥控等控制手段。2.数据分析功能的实现：采集、处理、对外提供数据，实现数据分析功能，为后续的约束优化、规划等算法提供数据支持。3.确立小型无人直升飞机的应用场景和需求：根据市场分析、应用调研，建立小型无人直升飞机新兴应用场景和需求。4.提交软件系统设计和实现的相应文档：发布论文、学位论文、实施手册等相关文件，清晰地表述完整的研究过程和成果。五、进度安排1.第一、二周：进行现有无人机软件系统分析，需要搜集大量文献资料，并进行相关model构建。2.第三至四周：设计并实现软件控制系统，建立机器人路径规划、自主化决策、数据收集与分析等功能模块。3.第五至六周：模拟测试软件系统的性能及稳定性，对机器人路径规划、自主化决策、数据收集与分析等模块的接口进行有效性测试。4.第七至八周：实地运行测试软件系统的性能、稳定性，及时发现、记录和修复软件系统中存在的问题和bug。5.第九至十周：论文和实施手册撰写。六、参考文献1.张孝飞.空中搬运无人机的设计与实现[D].黑龙江大学,2019.2.李强.基于扩展卡尔曼滤波的小型无人直升机定位及其控制[D].西北工业大学,2016.3.王老师.小型多旋翼无人机控制系统的设计与实现[J].电子设计工程,2018.4.谢瑞卫,王小梅.基于RaspberryPI