【无人机车载自动起降控制模块的设计分析案例10000字】

无人机车载自动起降控制模块的设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u22214无人机车载自动起降控制模块的设计分析案例 1154531.1系统总体方案设计 1311421.2系统主要硬件设计 468611.3结构设计与分析 107041.4系统通信接口设计 1395701.5系统软件设计 161.1系统总体方案设计1.1.1系统组成车载自动起降控制模块由北斗/GPS模块、WIFI控制器、摄像机、超声波传感器、接近开关、主控计算机、采集控制器、电机驱动器外围壳体、舱门、SDI摄像机、升降平台、舱体等组成，主控计算机预留VGA显示接口输出到外接显示器，起降控制模块系统组成图如图1.1所示。接近开关接近开关电机驱动器摄像机主控计算机超声波传感器WIFI控制器采集控制器升降平台ADI/OCAN总线北斗/GPS模块图1.1车载自动起降控制模块系统组成图1.1.2工作原理车载自动起降控制模块模块所以部件均安装在舱体内，舱体外部预留有与车辆对接的机械接口和电气控制接口。车载自动起降控制模块有2种工作模式如图1.2所示，第一种工作模式是闭合模式，该模式系统处于不上电关闭状态，用于无人机的机动运输和安全防护。第二种工作状态及模块打开状态，处于该状态时系统所有设备开启，控制模块舱门打开，升降平台升起，可完成无人机的起降控制。(a)模块闭合模式(b)模块打开模式图1.2车载自动起降控制模块工作模式无人在起飞前控制模块与无人机只进行无线通信连接自检，不参与无人机起飞控制；无人在降落过程中，控制模块启动控制工作，当人机进入到控制模块的摄像头视场中被主控计算机检测到，控制模块接管无人机的降落过程，首先控制无人机水平前后位移，接着控制无人机上下位移，无人机成功降落后，升降平台降落，关闭舱门，完成无人机整改起降过程。1.1.3总体结构车载起降控制模块总体机构由舱体、舱门、升降平台、摄像机、超声波传感器、升降桅杆、推杆电机、主控计算机、采集控制盒、电机驱动器等组成。起降控制模块结构组成如图1.3所示图1.3升降控制模块组成起降控制模块在结构上采用模块化的设计思路，即是根据部件功能之间的物理相关性,将各个功能模块分别组成部件，然后再将各个部件模块化组成整机。设计时各个模块之间除了物理连接之外，在功能上没有相互关联，保证换修一个模块不移动、拆装到其他模块，不会对其他模块的功能和性能造成影响，模块化的设计可保证在部件损坏时快速的更换。基于上述设计思路，起降控制模块的舱体分为上、下两个舱体空间。上舱体为功能舱体，内置有升降平台，作为无人机的起降平台，平台上安装有SDI摄像机、超声波传感器，用于检测无人机空间相对位置；上舱门安装有北斗/GPS模块，用于测量控制模块位置信息；下舱体为控制舱体，安装有电机驱动器、主控盒、计算机等模块，用于控制上舱体舱门的开合、无人机的起降等上舱舱门的开合通过推杆电机实现，两扇门可实现同步开合，张开角度为130°，可满足无人机的安全起降。1.1.4控制信息需求分析车载自动起降控制模块中的主控计算机、北斗/GPS模块、采集控制器、电机驱动器之间需要实时进行通信，传输控制信息。各模块直接传输信息内容和处理频率如表1.1所示。表1.1控制信息数据列表发出模块接收模块信息内容处理频率主控计算机电机驱动器舱门打开命令、舱门闭合命令、平台升起命令、平台降落命令触发采集控制器主控计算机舱门打开、闭合反馈信息；平台升起、降落反馈信息。触发采集控制器主控计算机超声波测距信息10Hz主控计算机WIFI控制器无人机运动速度信息50Hz北斗/GPS模块主控计算机无人机运动位置信息10Hz1.2系统主要硬件设计1.2.1摄像机1）摄像机信号的输出选择摄像机数据信号端口通常包括：USB、1394、SDI等很多种不同种类自动输出端口[33]，各有优点和缺点。USB端口的帧频高，和计算机通信便利，价格比高，但传输距离有限且抗干扰能力差；1394端口耗用CPU资源少，但是标准计算机一般不包括其端口，所以要求额外附加的接口采集卡；CameraLink端口自动传输速率快，但是也要求单独的端口，不快捷，成本较高；千兆网端口主要用做快速、大数据量的图像自动传输，其传输有效实际距离远，但是传输实时性差、视频延时较大。SDI端口将数据信息字的每一个比特位经过单一信号通道顺序自动传送的一类数据分量串行连接端口，根据其接口传输速率可分为SD-SDI(标清信号)、HD-SDI（1080p＠30fps）、3G-SDI（1080p＠60fps）、12G-SDI（4K＠60fps），而HD-SDI接口[34]是一种最常用的高清数字输入、输出接口，HD表示高清信号。HD-SDI应用较为广泛，在SMPTE292M协议[35]中规定了在1.485Gb/s速率条件下详细的数据自动传输端口规格，这个规格具体确定了数据信息源储存格式、数字信道程序编码模式、同轴传输电缆端口的数据信号规格、链接控制器设备及传输电缆种类和光导纤维端口等。因此在工程应用中HD-SDI接口摄像机可采用同轴电缆，以BNC接口进行传输，制造工艺性较好。作为车载设备应用相对于目前在监控领域应该更为广泛的互联网高清摄像机，HD-SDI高清摄像机有如下特殊的专业技术优势例如：图像高清不失实，HD-SDI数据高清摄像机自动输出的视频数据信号为没有经过过压缩处理的初始视频数据信号，不会由于视频程序编码压缩处理而形成视频清楚度降低、图像失实等矛盾问题，其系统通信安全性高。图像实时性好，相比较于互联网高清摄像镜的几百毫秒以上的图像延迟作用，HD-SDI数据高清摄像机的图像可靠近零延迟作用，完成真正的实时在线图像视频自动输出；尤其是在庞杂互联网体系里，网视频数据信号的自动传输延时常常难以控制，时常会超过几秒，甚至会造成视频卡顿停滞，会而HD-SDI数字高清摄像机输出视频信号是经过同轴电缆传输，数据传输时延可控。2）摄像机视场角计算根据GPS误差和控制距离估算要求变焦摄像机能在100m远识别发现无人机，即在视频图像上能分辨目标无人机形状特征。除环境因素外无人机图像能否分辨主要根图像像素大小有关，图1.4中的无人机图像大小分别为16×16像素、24×24像素、32×32像素、48×48像素、64×64像素。根据显示图像分析当无人机图像为32×32像素大小时即可识别。拟选用图像分辨率为1920×1080像素的SDI高清摄像机，本文控制的无人机大16×16像素24×24像素32×32像素48×48像素64×64像素图1.4小为0.35m×0.35m。在视频图像能否发现100m处的无人机目标，在摄像机分辨率已确定的前提下首先应确定镜头的视场角。物体水平向成像示意图如图5所示。图1.4物体成像示意图图1.4中，f为镜头焦距，h为摄像机图像传感器尺寸，L为镜头到物品的有效实际距离，H为视角发现目标物体的实际高度，Hm为发现目标物体的实际高度，hm为发现目标物体在摄像机相面所占据有效尺寸，α为镜头水平视场角。根据图中空间几何关系可推导以下公式：HmH2tanα2=根据公式1.1和公式1.2，设计时设定L确100m，Hm取0.35m/2,hm/(h/2)为目标物体成像所占像素处摄像机水平向总像素即是32/1920。由此求得镜头水平视场角α为11.99°，约等于12°。当摄像机成像所需视场角确定后，摄像机所配置的镜头，其焦距大小主要与摄像机所选的图像传感器焦平面大小有关。3）摄像机镜头焦距计算摄像机镜头的根本作用是将会被观察的场景光像聚焦在图像传感器感光元件靶面上。往往将各种不同形状、不同材质的光学镜片零件按照一定模式排列组合起来之后，使光线透过上述光学镜片零部件之后，根据自动成像要求转变光线的自动传输分布方向而被图像感应设备自动接收，进而实现了物品自动成像。根据焦距是否可调可将光学镜头分为定焦镜头和变焦镜头，定焦镜头结构简单抗震性好，变焦镜头使用方便，但在应满足成像清晰、透光率高、像面照度分布均匀、图像畸变小等要求。根据图1.4所示，当视场角确定后，镜头的焦距大小选取由摄像机焦平面尺寸决定。f=LhH=在设计时选择了1/2.8in图像传感器（水平向尺寸h为7.9mm），α取值12°，因此根据公式1.3可求得镜头焦距f约为37.6mm。综合总体机构、信号接口、图像成像大小等要求，选择VRS-HD5301A型1080PSDI高清一体化摄像机，镜头与图像传感器集成为一体，外形如图1.5所示。图1.5SDI高清一体化摄像机该摄像机支持30倍光学连续变焦，镜头焦距f4.3mm至129mm，视场角63.7°至2.3°可满足系统要求，摄像机主要技术参数如表1.2所示。表1.2摄像机主要技术参数图像传感器1/2.8-type“Exmor”CMOS图像分辨率约238万像素镜头30倍光学变焦，12倍数字变焦焦距f=4.3mm(wide)～129mm(tele)最低照度0.1lux(彩色)0.008lux(黑白)最小物距10mm(广角端)至1000mm(远端)(默认300mm)水平视角63.7（近端）～2.3度（远端）信噪比大于50dB1.2.2超声波传感器超声波测距是常用的非接触式检测方式之一，我们将谐振频次超过2万赫兹的声波称之为超声波，超声波为直线传播，反射水平强，而绕射水平弱，使用超声波的这类物理特征，常普遍常用声波发送到自动接收的有效时间测试法展开有效实际距离测量确定[36]。该类型传感器在使用中不受光照强弱、电磁场干扰、被测物色彩变化等因素的影响，并且信号线性度好、速率快、运营费用少，所以在智能机器人躲避障碍与准确定位、液位测量确定等多个方面早已有了非常广泛的使用。其工作原理是：声波发生器在某种均匀中间介质里自动发射超声波，声波碰到发现目标之后，声波反射都声波自动接收控制器设备上，可假定已经知道在某中间介质里声速为C，声波收到时间点和自动发射时间点的有效时间差是t，就能够运算出感应设备和被测物品的有效实际距离S：（1.4）上述计算方程式里C为超声波的推广传播速率米/分钟。假如忽视空气里的水蒸气与其他杂质物体的影响作用，超声波在21.0摄氏度下的推广传播速率为340米/分钟，在空气里超声波传播速率受实际温度、实际湿度、压强等影响因素干扰影响，在这其中，实际温度影响因素的影响作用为大。通常实际状况下，空气实际温度增高1.0摄氏度，声速增长大概是0．6米/分钟，空气里的声波传播速率能够近似处理地代表为：（1.5）上述计算方程式里T为环境实际温度，单位℃。根据探测距离选用倍加福UC2000-30GM系列超声波测距传感器。传感器检测距离3米，特性如图1.6所示。图主控计算机设计在本系统中主控计算机主要作用是，图像处理，控制决策运算，接收、处理、输出总线控制命令等。该系统的主控计算机一般工作在泥土砂尘飞扬、剧烈振动、高温低寒、复杂电子兼容等恶劣的野外环境。因此在主控计算机设计时优先考虑选用车载加固计算机方案。车载加固计算机相对于通用计算机，首先要保证计算机能够满足应用环境的可靠性和安全性要求。因此，不同于通用计算机和传统工控机刻意追求CPU速度和性能，而是在满足计算性能的要求的基础上更多关注计算平台的电气和物理性能的稳定可靠性性。过去车载加固机，通常选用商用或传统工控机CPU板卡和其它组件封装在加固机箱中，搭建车载加固机系统。由于商用或传统工控机CPU卡无论在电气性能和机械性能的稳定可靠性方面，都存在着固有技术问题，使得这种拼凑式的车载加固计算机的可靠性和可用性难以满足环境要求，而CPCI总线技术应用于车载加固计算机领域，使其可靠性和可用性大幅度提高。采用CPCI架构的加固计算平台，相对于商业PC和传统的工业PC架构来讲，更能适应相对作业工作环境较为恶劣的温度、冲击、振动、砂尘、电磁干扰等环境，从而保证系统硬件能够在恶劣条件下的稳定运行。CPCI是一类根据参考标准PCI高功能总连接线专业技术，其结构精巧紧凑、坚固可靠，它高度融合了VME（VersaModuleEurocard）[37]密集坚固封装和高效冷却效能，同时兼顾技术发展迅速的PC资源，其在内部电气接口使用标准的Eurocard外型插卡，安装于固定支架上，应用垂直安装设置、顶端随机抽取组成结构，非常好的处理和解决了板卡的散热性、抗振性与维护保障调换等矛盾问题。CPCI的电气特征和PCI总连接线相同，使用操作应用软件可和普通PC兼容支持，现行的PCI外围卡也能够便利移植到CPCI应用平台。CPCI与标准PCI属同一标准，但与传统商用PC和工控机相比二者还是有很大的不同，CPCI在以下几个反面性能更优：（1）体系抗振性强CPCI板卡上下有固定运输导轨，板卡的前部经过气体密封性能的针孔链接控制器设备插在背板固定插座上。板卡能够经过控制面板两端锁死组织机构固定安装在机箱固定槽内，CPCI板卡的可完成前后上下全方面固定，所以其抗振性充分提升。（2）散热性好CPCI板卡应用欧规卡组成结构，板卡垂直安装设置，导热组成结构和机箱直接接触充分全面，系统的热气从下而上吹，符合空气对流原理，散热效果好。（3）CPCI板卡电气连接可靠CPCI板卡选用的电气连接插头和插座一般选用镀金工艺，并严格定义了信号线的长度限制，以及PCB板的阻抗、去偶电容、上拉电阻阻值等电气参数值，因此CPCI的电气特性更可靠稳定。（4）防腐与电磁屏蔽性好CPCI通常运用微小微型气体密封性能针孔总连接线链接控制器设备，可以隔离防护盐雾、酸雾与带电粉尘，与此同时，CPCI的全铝合金机箱外壳与U型高强度性能铜质金属弹簧片可以给体系供应优良的电磁屏蔽保护。（5）机箱实际有效深度浅，方便机柜安装设置CPCI的机箱实际有效深度通常仅有258mm，充分短于普通工控机的机箱实际有效深度400～450mm，给机器设备安装设置留下了更大使用空间，扩大了车辆承载空间。本系统在机箱设计时采用了ATR加固结构设计（GJB441-1988），具有高级别的环境保护设计和散热性能。前面板安装有手提把手，便于移动。CPCI扩展底板安装在机箱底座上，可以插接5个IEEE1101.21992标准板卡，并为其调节直流供电分配。板卡在机箱内部牢固卡紧，不仅保证了板卡的物理安全，也形成了良好的热接触。同时，机箱尾部的风扇，使冷空气经过热交换墙体吸入机箱内部，确保了优良的散热性能。通过在机箱壳体为整体特种导热合金雕刻而成，极大地提高了该机箱的热力学、机械学与电磁兼容性能。加固计算机内部主要由CPU主、图像处理板、通用接口板、存储板、电源板等功能模块组成，配置说明见表1.3。表1.3配置说明模块配置说明CPU主板处理器：i7处理器4核，主频不小于2.0GHz；内存：不低于4GBDDR3；图像处理板输入分辨率：1080p30/60；通用接口板CAN总线接口2个，RS232串口4个；存储板电子盘（SATA接口），存储容量不低于1TB；电源板150W；1.3结构设计与分析起降控制模块应用于特种车辆，车辆的随机振动和冲击是影响起降控制模块结构可靠性的重要因素，因此在设计过程中需要通过有限元对起降控制模块舱体的振动模态和随机响应情况进行分析，以保证设计满足起降控制模块舱体在模态振型和随机振动情况下的强度[35]。1.3.1冲击载荷的有限元分析依据军用地面装备的40g冲击加速度作为冲击分析的输入条件，分别进行了向上40g和向下40g的冲击载荷有限元分析，起降控制模块的应力、应变、变位移分布云图分别1.7和图1.8所示。(a)应力分布云图(b)应变分布云图(c)变位移分布云图图1.7向上40g加速度冲击载荷(a)应力分布云图(b)应变分布云图(c)变位移分布云图图1.8向下40g加速度冲击载荷从以上分析结果可以看出，在40g加速度冲击载荷下，受到冲击应力最大的零件为上舱门和升降平台。统计最大应力、应变和位移量如表1.4所示。表1.4应力、应变和位移量分析结果方向零部件应力（MPa）应变（mm/mm）位移量（mm）向下舱体8.59910.000132230.2493升降平台21.4980.00039670.28046向上舱体1.3010.000112610.057883升降平台23.8540.000337820.26047从表1.4中结果可知，在40g加速度冲击载荷下，起降控制模块舱体结构变形量较小，对起降控制模块整体性能不会造成影响。经过查询，7075铝合金的屈服强度为σs=455MPa，安全系数为σ=σs表1.4中上舱门和升降平，在40g加速度冲击载荷下受到的最大应力分别为1.301MPa和23.854MPa，远远小于铝合金材料的屈服应力。1.3.2振动模态分析通过ANSYS软件分析可得起降控制模块舱体的前七阶模态，如图1.9所示，起降控制模块舱体的前七阶固有频率见表1.5。图1.9起降控制模块舱体的前七阶固有频率表1.5起降控制模块舱体的前七阶固有频率列表模态阶数一阶二阶三阶四阶五阶六阶七阶固有频率（Hz）1102.31102.63038.53039.33966.93968.94157.5从上述分析结果可以看出，起降控制模块舱体最低自振频率是1102.3Hz，该值与国军标所要求的5Hz~500Hz扫描振动频率没有重合，由此可知在进行扫频振动的时候起降控制模块舱体不会产生共振现象。基于起降控制模块舱体在特殊环境下的可靠性要求，本文将5Hz~500Hz扫描振动频率作为输入，进行响应谱分析，从而考察舱体结构强度情况。响应谱分析分别在X、Y、Z三个轴向加载振动频谱。分析结果云图如图1.10所示。X轴向加载响应谱的求解结果Y轴向加载响应谱的求解结果Z轴向加载响应谱的求解结果图1.10三个轴向等效位移云图和应力云图在起降控制模块的三个轴向加载响应谱加载5Hz~500Hz振谱后，进行分析求解，得出了响应结果，从上述三个轴向的等效应力云图和位移云图中可以直观看出起降控制模块应力应变的分布情况。并将其结果列表，如表1.6所示。表1.6起降控制模块三轴向分析结果对比轴向应力（MPa）变形量（mm）X1.84850.2877Y9.13390.3626Z6.13060.36304已知铝合金的屈服应力为303MPa，从表1.6中三个轴加载的响应谱求解的结果可知，起降控制模块所承受的应力远远小于材料屈服应力，且载荷条件下的变形量不会对起降控制模块的结构造成影响。1.4系统通信接口设计1.4.1网络拓扑结构所谓网络拓扑结构就是其物理连接方式。目前成熟的拓扑结构有星型、环型、线型等几种。星型拓扑组成结构是用一个控制节点作为核心控制节点和其他控制节点直接相互连接组成的互联网；环型组成结构是互联网里每一个控制节点经过点到点的链路首尾相互连接而产生一个关闭的环形，数据信息在环路里沿着一个分布方向在每一个控制节点间周期循环自动传输，数据信息从一个控制节点传到另一个节点；总连接线组成结构指的是各控制节点都挂在一条总连接线上，各控制节点地位平等，无核心控制节点操作控制，总连接线上的数据信息多以基带方式串行连接自动传递，其自动传递分布方向总是从发送传输数据信息的控制节点逐步开始朝向总连接线两侧发送传输，其它控制节点都可以自动接收数据信息，其它控制节点在认可接受数据信息后展开储存地址检测，明确是否和自身的专有储存地址相匹配，相匹配则自动接收总连接线的数据信息[38]。三大类型拓扑组成结构的优点和缺点如表1.7所示。表1.7拓扑结构对比表类型拓扑结构优势缺点不足星型操作控制简易。问题故障诊治判断与隔离防护简单便利综合服务网络传输电缆耗用多，成本高中央控制节点沉重压力重，各服务站点的分散全面处理水平低环型框架简易，成本低传输速度较快维护困难扩展性能差线型安装简单，节点增减容易；信道的利用率高系统连接的节点数量受限，总线故障可以导致系统崩溃。车辆网络的应用目的之一就是要简化线束，所以像星型总线这种线束复杂的结构不适合在车辆网络中应用；而环型结构总线当节点过多时，将影响传输效率，不利于扩充，另外，某一个节点发生故障时，整个总线系统将不能正常工作，系统可靠性太差；所以车辆总线多采用线型拓扑结构，特别适用于CAN总线系统上，为解决总线自身的故障可以导致整个系统崩溃，在本系统设计时采用双CAN总线冗余设计。1.4.2CAN总线设计规范CAN(ControllerAreaNetwork)总线是通过德国知名汽车电子企业博世BOSCH于1986年指出的一类串行连接通讯总连接线，其目的是为了适应车辆内部日益增多的电子设备（控制器）之间的相互通信需求。这就要求CAN总线在非常恶劣的车辆条件下仍能正常运行工作，参考依据CAN总连接线通讯标准规范意见，CAN总连接线应用屏蔽或者非屏蔽的双绞线作为其通讯中间介质，采用屏蔽双绞线可提高系统抗干扰能力。CAN总连接线互联网里2个通讯控制节点之间的最高通讯有效实际距离和数据信息自动传输速度的相互关系如下表1.8所示。表1.8CAN总连接线最大通信距离与位速率关系位速率(kb/s)51020501001252505001000最大传输距离(m)1000067003300130062053027013040由表可以看出，传输速率为1Mb/s时最大传输距离为40m，50kb/s时也能达到最远1300m，这已经能够满足一般的实时控制。SAEJ1939是美国汽车项目工程管理协会（SAE）的举荐参考标准，能够看成是里重型道路车辆通电子机器设备（组成部件）之间的通讯标准化系统组成结构。其物理层和数据链路层是以CAN2.0B协议为基础。如图所示为SAEJ1939的分层结构模型，如图1.11所示。图1.11SAEJ1939的分层结构模型CAN服务协议应用CSMA/CD以及依次逐位仲裁体制来规避数据消息矛盾冲突，如果有数个控制节点与此同时，向总连接线发送传输信息报文，总线根据每条报文的标识符按照“线与”机制对其进行仲裁，优先级高的报文获得总线控制权，继续发送报文，而其他报文退出发送，进入“侦听”状态，等待总线处于空闲状态时时继续与其他节点参与仲裁[39]。CAN总线网络是由各个控制节点组成，节点是总线上报文接收和发送的站点，因此对各个节点的设计也是网络系统设计的核心部分。在CAN总线设计时，必须对系统报文的优先级进行设计，SAEJ1939协议的数据链路层定义了一系列的规则来对操作控制数据信息展开封装处理，它通常都是经过PDU对CAN拓展帧的29位标记符展开了详细的重新再次分组定义。1.4.2CAN总线数据链路设计为提高系统的可靠性，在本系统中将CAN总线网络设计为双路冗余备份结构，即将双路冗余CAN总线网络分为A总线网络和B总线网络。双总线全部基于SAEJ1939协议设计，并进行适应性优化。网络数据通信采用CAN2.0B扩展帧，分为三层：物理层、数据链路层和应用层。双路冗余CAN总线传输设计，A总线和B总线两条总线在物理上相互独立，其中A总线为主总线，B总线为辅助备用总线。采用三线制双冗余结构，每条总线都有CANH、CANL和CAN地。CAN总线控制器采用MICROCHIP公司的PIC32MX775F512H处理器的内部集成有CAN总线控制器，完全符合CAN2.0B协议，最高可实现1Mbps的可编程通信速率，其具有32个报文过滤器和4个接收过滤屏蔽器，支持29位扩展帧模式。为提高总线抗干扰能力，CAN总线控制器与收发器之间采用光电隔离设计。CAN收发器的主要功能是对CAN总线控制器的逻辑店铺和CAN总线的差分电平进行转换，本文设计中采用CTM8251T收发器模块其内部集成了CAN收发器、隔离电路、滤波保护电路、电源电路，CAN控制器只需连接RXD、TXD引脚，然后外加工作电源即可。考虑到总线上电气负载，最大节点数控制在24个以内，最大传输距离不超过30m。传输介质采用三芯屏蔽线缆，主线两端的CANH和CANL之间分别接入120Ω电阻。传输速率为250kbit/s，对应的位时间为4µs，并要求CAN总线网络上所有节点必须设置为相同值。节点数据链路层发送数据通过A总线和B总线同时发送，如果发送控制器在5ms内仍未完成总线数据发送，则必须取消未完成的发送，以免长时间占用总线；节点数据链路层接收数据通过A总线和B总线分别接收，并分别送应用程序处理。SAEJ1939服务协议利用PDU前3位来确定信息报文优先排列级别，优先排列级别最大为0，最小为7。针对实时在线操作控制种的信息报文要求设立比较大的优先排列级别，如控制信息，而对于表征状态的报文，如设备健康自检信息，应当选用低优先级。需要注意的是，对于传输循环率较高的报文，应稍微降低其优先级，以避免其一直占有总线控制权。按照上面设定原则，本系统中主要包含三种优先级，对于控制类的信息选择优先级3，对于状态显示的信息选择优先级6或7。1.5系统软件设计车载自动起降控制模块系统软件由基于视频图像处理的控制系统软件、采集控制器软件、电机驱动软件、北斗/GPS模块软件、WIFI控制器软件等5个软件配置组成如图1.12所示。车载自动起降控制模块系统软件车载自动起降控制模块系统软件基于视频图像处理的控制系统软件采集控制器软件电机驱动软件北斗/GPS模块软件WIFI控制器软件图1.12车载自动起降控制模块系统软件组成其中基于视频图像处理的控制系统软件、采集控制器软件和电机驱动软件为研制软件。北斗/GPS模块软件和WIFI控制器软件采用硬件自带商用软件，在应用时仅对通信接口进行适配设置。基于视频图像处理的控制系统软件为系统核心软件运行于主控计算机中，主要用于对无人机目标进行识别的图像处理、无人机定位以及无人机起降控制；采集控制器软件运行于采集控制器中实现超声波传感器、多路接近开关信号采集通过CAN总线将采集信息发送至主控计算机；电机驱动软件运行于电机驱动器中用于接收控制命令，完成对舱门的开启和关闭进行控制以及对起降平台的升降控制。各个软件配置项的软件运行环境、软件开发环境及编程语言见表1.9。表1.9配置项软件说明软件名称软件功能软件运行环境开发环境编程语言基于视频图像处理的控制系统软件图像处理分析，无人机起降控制，系统通信控制。CPU：Intel双核处理器以上主频：不低于1.6GHz内存：≥2GB存储：≥500GBVisualstudio2008C语言采集控制器软件采集传感器信号，接近开关信号。PIC32MX775F512H单片机主频：16MHz内部SRAM：64KB+512kByteFlashE2PROMMPLAB8.8C语言电机驱动软件接收控制命令，控制电机。PIC18F4680单片机主频：12MHz内部SRAM：32KB+1024ByteFlashE2PROMMPLAB8.8C语言在系统进行软件设计时首先要选择确定软件开发平台，在选择软件开发平台是要考虑平台和运算处理器设备硬件设施之间的兼容性能，与此同时，兼顾考虑视觉图像处理运算方法研发方式与编辑翻译环境的适应性能。视觉图