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20kg級自主水下機器人控制軟件設(shè)計與實現(xiàn)

作者: 時間:2012-03-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

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3.1 多線程
一個進程可有多個線程,使用多線程可提高的執(zhí)行效率。該共有3個線程組成,包括一個主線程、一個導(dǎo)航線程和在成功打開串口后利用API函數(shù)CreateThread創(chuàng)建的一個串口操作線程(如圖3所示)。

c.JPG
串口操作線程讀取串口數(shù)據(jù),并提取有效數(shù)據(jù),接著利用函數(shù)PostMessage將有效數(shù)據(jù)分別傳送到主線程和導(dǎo)航線程。主線程將有效數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議進行解包并把數(shù)據(jù)包中包含的AHRS、數(shù)字羅盤、GPS等傳感器和推進器、前艙環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)顯示到界面上。當(dāng)使用搖桿AUV的運行時主線程每隔0.5 s從USB接口接收數(shù)據(jù),并轉(zhuǎn)換成推進器轉(zhuǎn)速以及方向舵的方向角信息,且將這些信息發(fā)送到串口操作線程寫入串口。
在主線程中創(chuàng)建串口操作線程的代碼如下:
hThread=CreateThread(NULL,0,ThreadProc,(LPVOID)this,0,NULL);
在串口操作線程中將有效數(shù)據(jù)發(fā)送到主線程的代碼如下:
PostMessage(*pDlg,WM_MYMSGl,
(WPARAM)buf,(LPARAM)Length);
3.2 關(guān)鍵算法
由于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供的位置估計精度會隨時間而漂移,所以導(dǎo)航線程采用基于GPS/INS的組合導(dǎo)航算法,用GPS輔助導(dǎo)航,即用GPS信息輔助修正慣導(dǎo)系統(tǒng)的輸出,包括航向角和速度。對AUV的航向角信息修正是通過經(jīng)典的PID算法來的,如圖4所示。

e.JPG
設(shè)Ji-1,Ji為AUV的2個節(jié)點,AUV即A點從Ji-1到Ji點運行。設(shè)正北方向矢量為,根據(jù)圖5按照下式可計算出角度θ。角度θ計算公式為:f.jpg



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