嵌入式小型无人机地面站虚拟航空仪表设计方法研究

摘要

虚拟航空仪表是小型无人机飞控地面站的重要组成部分,利用虚拟航空仪表能够简单直观的显示小型无人机的飞控信息,本文研究了一款能够在嵌入式平台运行的虚拟航空仪表。
　　本文分析研究了小型无人机地面站的组成与应用、虚拟航空仪表的开发方法和嵌入式操作系统的发展现状,分析对比了几种典型的嵌入式图形界面,搭建了一个采用ARM11内核嵌入式微处理器S3C6410、嵌入式Linux和QT/E的开发运行环境,介绍了几种典型虚拟航空仪表的设计方法和实现过程。
　　本文选用以ARM处理器S3C6410为核心的tiny6410开发板作为系统的硬件开发平台,该开发板资源丰富,操作方便,性价比高,满足该系统的应用需求。
　　本文论述了虚拟航空仪表系统的总体设计、开发环境的搭建、仪表的绘制算法和所用到的关键技术,利用双缓冲技术消除了仪表的闪烁,利用多线程技术提高了系统的实时性与灵敏度,利用Qt提供的第三方类实现了仪表的串口通信。
　　本课题利用arm-Linux-gcc-4.5.1交叉编译工具链交叉编译QtE4.7.0以及Qt Creator,以U-boot作为系统的Bootloader,Linux-2.6.38作为系统内核,将交叉编译好的QtE4.7.0移植到开发板中,利用串口发送仪表数据,在4.3寸LCD上显示仪表界面。
　　经过实验测试表明利用以嵌入式Linux为操作系统,以Qt/E为开发环境,以tiny6410开发板为硬件平台开发出的虚拟航空仪表能够满足系统的要求与设计目标。

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第一章 引言

1.1 无人机及小型无人机

1.3 国内外虚拟航空仪表研究现状

1.4 课题目标及研究内容

1.5 论文结构

第二章 嵌入式操作系统与GUI开发

2.1 嵌入式操作系统

2.2 常用的实时嵌入式操作系统

2.3嵌入式图形界面

第三章 虚拟航空仪表开发环境的搭建

3.1 系统开发的硬件平台

3.2 系统软件开发环境的搭建

3.3 串口通信与Qt串口通信

第四章 虚拟航空仪表实现的关键技术

4.1 二维图形绘制

4.2 双缓冲技术

4.3 反走样算法

4.4 虚拟航空仪表的绘制

第五章 嵌入式Linux构建与程序烧写

5.1 嵌入式系统引导程序Bootloader

5.2 Linux内核及初始化进程

5.3 设备驱动程序

5.4 QtE4.7.0移植与程序的烧写

第六章 结论与展望

6.1 总结

6.2 展望

参 考 文 献

致谢

作 者 简 介