Xây Dựng Trạm Mặt Đất và Điều Khiển Máy Bay Cánh Bằng

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2. Mục đích của đề tài

1.3. Nhiệm vụ của luận văn

1.4. Nội dung luận văn

2. CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM VISUAL STUDIO VÀ MAP OFFLINE

2.1. Một số ngôn ngữ và phần mềm có chức năng vẽ giao diện

2.2. Visual Studio Community 2015

2.3. Offline Maps trên Windows 10

2.4. Tích hợp Offline Maps

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Mô hình máy bay cánh bằng

3.2. Các động cơ dùng trong mô hình

3.2.1. Động cơ Brushless DC và bộ ESC

3.3. Cảm biến GPS và IMU

3.3.1. Cảm biến GPS

3.3.2. Hệ thống IMU tích hợp ARM Cortex-M4 STM32F40x và cảm biến ADIS16405

3.4. Vi điều khiển STM32F40x

3.5. Module phát sóng RF SV611

3.6. Điều khiển máy bay cánh bằng

3.6.1. Mạch driver FPGA

4. CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN TRẠM GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN

4.1. Cấu trúc dữ liệu của bộ cảm biến

4.2. Phương pháp xử lý và hiển thị dữ liệu

4.2.1. Các hàm cơ bản của quá trình đọc dữ liệu thông qua cổng COM

4.3. Phương pháp tách thông số từ dữ liệu nhận được

4.4. Phương pháp hiển thị tốc độ, độ cao, góc nghiêng của máy bay

4.5. Vẽ quỹ đạo của máy bay, tính toán khoảng cách và góc tạo bởi vị trí máy bay và điểm đến của máy bay

4.6. Các chức năng của một trạm mặt đất hoàn chỉnh

4.6.1. Tìm kiếm địa điểm trên bản đồ offline, thay đổi đích đến

4.6.2. Chế độ phóng to thu nhỏ màn hình và tự động zoom theo vị trí của máy bay

4.6.3. Vẽ lại quá trình bay theo dữ liệu đã thu trước

4.6.4. Cách đọc file .txt và tìm thông tin của chuyến bay

4.6.5. Các chức năng nổi bật của quá trình tường thuật lại quá trình bay

4.7. Màn hình cài đặt thông số online

5. CHƯƠNG 5: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

5.1. Sơ đồ tổng quát của hệ thống

5.2. Mạch chuyển chế độ auto/manual trên nền FPGA

5.3. Mạch vi xử lý STM32F4

5.4. Giao tiếp cảm biến IMU, GPS và truyền dữ liệu về trạm mặt đất

5.5. Giao tiếp với trạm điều khiển tại mặt đất

5.6. Điều khiển máy bay giữ thăng bằng và độ cao

5.6.1. Bộ điều khiển PID

5.6.2. Điều khiển giữ thăng bằng cho máy bay

5.6.3. Điều khiển giữ độ cao cho máy bay

5.7. Sử dụng thuật toán Standley điều khiển quỹ đạo máy bay

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

6.1. Kết quả đạt được

6.1.1. Trạm mặt đất

6.1.2. Sản phẩm phần cứng

6.1.3. Tiến hành bay thử nghiệm

6.2. Hướng phát triển của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về xây dựng trạm mặt đất và điều khiển máy bay cánh bằng

Xây dựng trạm mặt đất và điều khiển máy bay cánh bằng là một lĩnh vực đang phát triển mạnh mẽ trong ngành hàng không. Hệ thống này không chỉ giúp giám sát quá trình bay mà còn hỗ trợ điều khiển máy bay một cách tự động. Việc tích hợp công nghệ hiện đại vào trạm mặt đất giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong việc quản lý các chuyến bay.

1.1. Khái niệm về trạm mặt đất và máy bay cánh bằng

Trạm mặt đất là nơi tiếp nhận và xử lý thông tin từ máy bay cánh bằng. Nó bao gồm các thiết bị như cảm biến GPS, IMU và hệ thống truyền thông để đảm bảo thông tin được truyền tải chính xác và kịp thời.

1.2. Vai trò của công nghệ trong điều khiển máy bay

Công nghệ điều khiển máy bay hiện đại giúp giảm thiểu sai sót do con người. Hệ thống tự động hóa cho phép máy bay thực hiện các nhiệm vụ phức tạp mà không cần sự can thiệp của phi công.

II. Thách thức trong việc xây dựng trạm điều khiển máy bay cánh bằng

Việc xây dựng trạm điều khiển máy bay cánh bằng gặp nhiều thách thức, từ việc thiết kế phần mềm đến việc đảm bảo an toàn trong quá trình bay. Các yếu tố như độ chính xác của cảm biến, khả năng truyền thông và điều khiển từ xa đều cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác của cảm biến và hệ thống truyền thông

Độ chính xác của cảm biến GPS và IMU là yếu tố quyết định đến hiệu quả của trạm điều khiển. Hệ thống truyền thông cũng cần đảm bảo tín hiệu ổn định để tránh mất dữ liệu trong quá trình bay.

2.2. An toàn trong quá trình điều khiển máy bay

An toàn hàng không là ưu tiên hàng đầu. Việc thiết lập các quy trình kiểm tra và giám sát liên tục giúp đảm bảo rằng máy bay hoạt động trong giới hạn an toàn.

III. Phương pháp xây dựng trạm mặt đất hiệu quả

Để xây dựng một trạm mặt đất hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại trong thiết kế và phát triển phần mềm. Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình C# và các công cụ như Visual Studio giúp tối ưu hóa quy trình phát triển.

3.1. Sử dụng phần mềm Visual Studio trong phát triển

Visual Studio là công cụ mạnh mẽ giúp lập trình viên phát triển ứng dụng điều khiển máy bay. Nó hỗ trợ tích hợp bản đồ offline và hiển thị thông tin một cách trực quan.

3.2. Tích hợp bản đồ offline vào hệ thống

Việc tích hợp bản đồ offline giúp hiển thị vị trí máy bay một cách chính xác. Điều này rất quan trọng trong việc theo dõi quỹ đạo bay và điều khiển máy bay.

IV. Ứng dụng thực tiễn của trạm mặt đất trong điều khiển máy bay

Trạm mặt đất không chỉ có vai trò trong việc giám sát mà còn hỗ trợ điều khiển máy bay trong các nhiệm vụ cụ thể. Các ứng dụng thực tiễn bao gồm giám sát môi trường, cứu hộ và khảo sát địa hình.

4.1. Giám sát môi trường và cứu hộ

Máy bay cánh bằng có thể được sử dụng để giám sát các khu vực thiên tai, giúp cung cấp thông tin kịp thời cho các cơ quan chức năng trong công tác cứu hộ.

4.2. Khảo sát địa hình và nghiên cứu khoa học

Trạm mặt đất hỗ trợ trong việc thu thập dữ liệu địa hình, phục vụ cho các nghiên cứu khoa học và quy hoạch đô thị.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai của trạm mặt đất

Trạm mặt đất và điều khiển máy bay cánh bằng đang mở ra nhiều cơ hội mới trong ngành hàng không. Việc phát triển công nghệ và cải tiến quy trình sẽ giúp nâng cao hiệu quả và an toàn trong các hoạt động bay.

5.1. Tương lai của công nghệ UAV

Công nghệ UAV sẽ tiếp tục phát triển, với nhiều ứng dụng mới trong các lĩnh vực khác nhau. Điều này sẽ tạo ra nhiều cơ hội cho các nhà nghiên cứu và phát triển.

5.2. Định hướng nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển các giải pháp mới cho trạm mặt đất sẽ là một trong những ưu tiên hàng đầu trong tương lai, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Luận Văn Tốt Nghiệp: Xây Dựng Trạm Mặt Đất và Điều Khiển Máy Bay Cánh Bằng