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开个帖子,说说我希望做的开源飞控

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楼主
发表于 2014-12-5 15:07 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 task00 于 2014-12-5 15:13 编辑

如今小型无人机,和航拍航模的区别,是自己能自驾。
DJI的产品,就是个模型思路,加商业运营的成果,赚钱是很赚,但是满足不了我对技术实现的期望。

我希望做的开源飞控,需要满足的功能:
  • 运行Linux实时内核
  • 所有App完成具体任务和调度都有统一中间件(类似TauLabs)
  • 集成CMOS前端和后端处理(FPV处理,Framegrabber,encoder,OSD,streamer)
  • 集成SDR基带处理(比如PSK,OFDM)


在现有的技术条件下,可以参考的例子很多,比如:
  • Zynq平台SDR实现
  • BeagleBone的APM移植
  • CMOS传感器和图像处理(需要内存和其他IP)


这个飞控能在一个单封装,5w功耗的SoC器件内,有(估计)100万门的可编程资源,两个带Neon协同处理器的A9内核

可以完成的任务:
  • SLAM:同时自我光学定位和绘制地形图
  • APM飞控:使用APM或者Pixhawk/Nuttx代码树
  • 鱼眼摄像头实现无舵机gimbal(FPGA实现鱼眼矫正和电子图像稳定)
  • OFDM数字图传和数据链


有兴趣的一起讨论。。看天书的自动无视。。

核心板大概的样子:

目前类似结构的飞控:


a13fef6a7e2fec5644d9d1bb1a91df1d.jpg (46.34 KB, 下载次数: 54)

a13fef6a7e2fec5644d9d1bb1a91df1d.jpg

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沙发
发表于 2014-12-5 15:12 | 只看该作者
本帖最后由 microsu 于 2014-12-5 15:13 编辑

看天书顺便占沙发

好NB的样子,搞得定的话,中国的无人机绝对世界最强了~~~~


3
发表于 2014-12-5 15:13 | 只看该作者
太高级的嵌入式开发了..哎..无能为力啊
4
发表于 2014-12-5 15:14 | 只看该作者
Linux的rt-patch就算了,有无数开源或者不开源的实时操作系统可选,还有zynq就别想了吧,没钱。BeagleBone已经有beaglepilot了,可以参考。图像识别就有点太远了,这部应该是飞控的开发者做,应该有飞控提供接口供其它设备做,好消息是Zdenek Kalal大神把他的OpenTLD开源版停止更新,转而开发闭源的商业版本了。
5
发表于 2014-12-5 15:16 | 只看该作者
看要求第一反应是用cycloneII之类的玩意+ARM软核
我发现我已经OUT了

SDR之类的太高端了。。。完全不理解。。。用软件来做无线电的方法
不说根据香浓采样,采样频率要2倍于被采样信号么,那对于那些G级HZ的信号怎么搞

帮顶一个,挺有兴趣,但是限于水平。。。唉。。
我还是继续研究STM32吧
6
 楼主| 发表于 2014-12-5 15:20 | 只看该作者
GHz级别目前可以直接采样,
1)用超采样可以降频,
2)RF SoC带AD,在进入AD前有Cordic发生器做IQ两个通道的IF进去
7
 楼主| 发表于 2014-12-5 15:21 | 只看该作者
quop_mike 发表于 2014-12-5 15:16
看要求第一反应是用cycloneII之类的玩意+ARM软核
我发现我已经OUT了

可以买个HackRF,会python就可以直接编程,只要有DSP基础如果只有DSP基础,用过simulink或者NI LabView,就可以用Gnuradio-companion直接框图编程

8
 楼主| 发表于 2014-12-5 15:24 | 只看该作者
dawanpi 发表于 2014-12-5 15:14
Linux的rt-patch就算了,有无数开源或者不开源的实时操作系统可选,还有zynq就别想了吧,没钱。BeagleBone ...

RT有几个方案,是Xilinx自己的,还没有折腾
目前最便宜的zynq板,是parallella,另外上面那个multi-core mips的cpu,估计做图像不错

9
发表于 2014-12-5 15:26 | 只看该作者
task00 发表于 2014-12-5 15:21
可以买个HackRF,会python就可以直接编程,只要有DSP基础如果只有DSP基础,用过simulink或者NI LabView, ...

刚看了下,HACKRF的确是好东西。。。要价2800
苦逼穷研究生啊。。。我还是老老实实研究自动控制吧
做做飞控啥的估计还能和专业扯点关系

10
 楼主| 发表于 2014-12-5 15:29 | 只看该作者
quop_mike 发表于 2014-12-5 15:26
刚看了下,HACKRF的确是好东西。。。要价2800
苦逼穷研究生啊。。。我还是老老实实研究自动控制 ...

hackrf有人卖1000+的,买了一个跑了,貌似还行。

我把S900机架弄好碳板零件和电机,就做PDU和ESC,然后就弄一个ARM和hackrf跑OFDM的FPV试试。。

11
 楼主| 发表于 2014-12-5 15:32 | 只看该作者
quop_mike 发表于 2014-12-5 15:26
刚看了下,HACKRF的确是好东西。。。要价2800
苦逼穷研究生啊。。。我还是老老实实研究自动控制 ...

您layout功力怎样,我想把Pixhwak重做一个板。。要不要一起弄弄

12
发表于 2014-12-5 15:41 | 只看该作者
task00 发表于 2014-12-5 15:24
RT有几个方案,是Xilinx自己的,还没有折腾
目前最便宜的zynq板,是parallella,另外上面那个multi-core ...

刚刚看了parallella,价格还不错,不过对Xilinx的东西不熟悉。我的建议是把飞机基本姿态控制和导航放在一个CortexM4上做,taulabs上开gps,mavlink,电流传感器等很多功能后才占用一个f405芯片30%的cpu,所以没必要用Cortex A系列的CPU,后者应该跑RT Linux或者QNX之类的系统,然后二者通过串口、CAN或者USB通信,完成一些高阶功能。

13
发表于 2014-12-5 15:42 | 只看该作者
task00 发表于 2014-12-5 15:32
您layout功力怎样,我想把Pixhwak重做一个板。。要不要一起弄弄

惭愧惭愧。。。十分非常很一般没玩过啥复杂的走线
也就是本科的时候参加电赛做PCB啥的,还有就是跟导师做项目做过一块,都是很简单MCU+步进电机驱动啥的,双层板(某人刚研一。。)

14
发表于 2014-12-5 15:46 | 只看该作者
dawanpi 发表于 2014-12-5 15:41
刚刚看了parallella,价格还不错,不过对Xilinx的东西不熟悉。我的建议是把飞机基本姿态控制和导航放在一 ...

求教一个问题,如何定义一个不跑操作系统的裸板的CPU占用率
我的理解是在跑操作系统时,占用率可以为1-(idle线程时间)/(总时间)
但是裸板是怎么算的。。。

taulabs不知道有没有系统
APM我咋感觉也是没有的,但是为何能看出CPU占用率呢?

15
 楼主| 发表于 2014-12-5 15:46 | 只看该作者
dawanpi 发表于 2014-12-5 15:41
刚刚看了parallella,价格还不错,不过对Xilinx的东西不熟悉。我的建议是把飞机基本姿态控制和导航放在一 ...

这个不错,我想用a9和m4同时跑AHRS,然后看两个结果做灾难冗余。既然这样还是再折腾m4的设计。

目前的问题是,TauLabs的代码不用mavlink,用mavlink的apm都是pde文件,nuttx的mavlink又是另外一套。。不知道先用哪一套。。

16
发表于 2014-12-5 15:49 | 只看该作者
task00 发表于 2014-12-5 15:46
这个不错,我想用a9和m4同时跑AHRS,然后看两个结果做灾难冗余。既然这样还是再折腾m4的设计。

目前的 ...

tl有一个mavlink兼容层,可以用minimosd,感觉对于飞控,m4上跑的东西是基础,a9上的接口做好了,不是相关专业的人都可以用python之类的脚本语言来做出东西来,就像arduino封装avr的硬件细节一样。

17
发表于 2014-12-5 15:51 | 只看该作者
dawanpi 发表于 2014-12-5 15:49
tl有一个mavlink兼容层,可以用minimosd,感觉对于飞控,m4上跑的东西是基础,a9上的接口做好了,不是相 ...

大概是这种感觉?
M4跑姿态和导航,然后A9跑光流或者啥之类的
然后A9给M4直接传坐标数据,就好比GPS

18
发表于 2014-12-5 15:55 | 只看该作者
SDR其实没必要,功耗高,带宽未必大,距离未必远。WiFi已经比较成熟了。还不如把宝贵的FPGA资源用在图像处理之类的上面。

另外这个东西体积不小,重量也不算轻,考虑到功耗供电也是个问题,小机上基本没戏了
19
 楼主| 发表于 2014-12-5 15:55 | 只看该作者
quop_mike 发表于 2014-12-5 15:51
大概是这种感觉?
M4跑姿态和导航,然后A9跑光流或者啥之类的
然后A9给M4直接传坐标数据,就好比GPS

目前看来这个是个好方案。
20
发表于 2014-12-5 15:58 | 只看该作者
quop_mike 发表于 2014-12-5 15:46
求教一个问题,如何定义一个不跑操作系统的裸板的CPU占用率
我的理解是在跑操作系统时,占用率可以为1- ...

taulabs用的是freertos,不过将来会换成chibios/rt,裸板应该可以用一个最低优先级的计时器中断来计数,然后和cpu tick相比得到占用率吧,不过我没试过。

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