基于STM32的无人船控制系统设计与实现

论文摘要

针对现有水面无人船(Unmanned Surface Vehicles,USV)自主导航问题,设计了一种基于STM32单片机的无人船运动控制系统;该系统以STM32F103芯片作为主控板核心芯片,采用了双MCU (Microcontroller Unit;微控制单元)架构,通过CAN总线形式实现数据采集板与运动控制板之间的通信;通过卡尔曼滤波算法实现全球定位系统(GPS)和捷联惯导系统(SINS)对无人船定位信息的数据处理,使无人船的定位更加准确;通过自抗扰控制算法实现无人船对航向角的闭环控制,以达到路径跟踪的目的;采用4G网络通信方式实现无人船的远程操控功能;同时设计了基于Java开发的上位机软件;实验结果表明,无人船在航向跟踪方面均方差可控制在2.18°左右,在路径跟踪方面垂直距离的均方差可控制在0.53m左右,证明了系统设计的准确性及可行性。

论文目录

• 0 引言
• 1 总体方案设计
• 2 系统硬件设计
•   2.1 GPS/IMU组合导航模块
•   2.2 电机驱动模块
•   2.3 4G通信模块
•   2.4 供电部分
• 3 系统软件设计
•   3.1 GPS/IMU的数据融合
•   3.2 无人船路径跟踪
•   3.3 上位机监控软件设计
• 4 系统测试结果与分析
•   4.1 航向跟踪测试
•   4.2 路径跟踪实验
• 5 结束语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 晁鹤,郑恩让

关键词: 无人船,单片机,路径跟踪,通信

来源: 计算机测量与控制 2019年10期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 船舶工业,自动化技术

单位: 陕西科技大学电气与控制工程学院

分类号: U664.82

DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2019.10.027

页码: 129-133

总页数: 5

文件大小: 1080K

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