无人机的中心之一MCU是如何任务的?

-作者:崔盐生 -
2018-09-27

  如今,我们常常在很多公园或空阔场所看到有人玩那种小型无人机,每次看它们拿着手里的遥控器,让无人机自在飞翔于空中,这种觉得很“酷炫”,可是您晓得无人机的任务原理吗?

  无人机是应用无线电遥控设备和自备的顺序控制安装操纵的不载人飞机,或许由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、察看野生植物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等范畴均有普遍使用。

  无人机由飞机机体、飞控零碎、数据链零碎、发射回收零碎、电源零碎等组成。飞行管理与控制零碎,相当于无人机零碎的“心脏”局部,对无人机的波动性、数据传输的牢靠性、准确度、实时性等都有重要影响,对其飞行功能起决议性的作用。无人机机体的中心就是飞行器控制器——主控MCU。

  MCU也叫单片机,是把地方处置器的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,构成芯片级的计算机,为不同的使用场所做不同组合控制。无人机的主控MCU在无人机飞行零碎中位置很重要。

  无人机的任务原理

  垂直运动,无人机应用旋翼完成行进和中止。力的绝对性意味着旋翼推进空气时,空气也会反向推进旋翼。这是无人机可以上上下下的根本原理。进而,旋翼旋转地越快,升力就越大,反之亦然。

  而要使无人机向右转,则需求降低旋翼1的角速度。但是,虽然来自旋翼1的推力缺失能使无人机改动运动方向,但与此同时向上的力不等于向下的重力,所以无人时机下降。

  无人机是对称的。这异样适用于侧向运动。一架四轮无人机就像一辆每一面都可作为正面的车,所以了如何向前也就解释了如何向后或向两侧挪动的成绩。

  无人机MCU的任务

  无人机MCU是飞控子零碎的中心,飞控零碎是无人机完成降落、空中飞行、执行义务和返场回收等整个飞行进程的中心零碎,飞控关于无人机相当于驾驶员关于有人机的作用,我们以为是无人机最中心的技术之一。飞控普通包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大局部,完成的功用次要有无人机姿势波动和控制、无人机义务设备管理和应急控制三大类。除了无人机MCU,无人机还需求陀螺仪、减速计、地磁感应、气压传感器,超声波传感器、光传播感器、GPS模块等想互协助任务方可完成飞行。

  IMU感知飞行器在空中的姿势,将数据送给主控处置器MCU。主控处置器MCU将依据用户操作的指令,以及IMU数据,经过飞行算法控制飞行器的波动运转。由于有少量的数据需求计算,而且需求实时性极高的控制,所以MCU的功能也决议了飞行器能否可以飞得足够波动,灵敏。

  几家无人机MCU方案

  高通 Snapdragon芯片:它有无线通讯、传感器集成和空间定位等功用。采用了“RealSense”技术,可以建起3D地图和感知四周环境,它可以像一只蝙蝠一样飞行,能自动防止妨碍物。

  英特尔 凌动(Atom)处置器:内置了高达6个英特尔的“RealSense”3D摄像头,采用了四核的英特尔凌动(Atom)处置器的PCI-express定制卡,来处置间隔远近与传感器的实时信息,以及如何防止近间隔的妨碍物。

  XMOS XCORE多核微控制器:频率高达500MHz 的32位RISC内核,带有Hardware Response I/O接口。多轴飞行器需求用到四至六颗无刷电机(马达),用来驱动无人机的旋翼。而马达驱动控制器就是用来控制无人机的速度与方向。准绳上一颗马达需求配置一颗8位MCU来做控制,但也有一颗MCU控制多个BLDC马达的方案。

  无人机MCU国产化任重道远

  目前,国际从事无人机研发的企业接近五十家,但是其中做无人机MCU的微乎其微,这是由于MCU市场简直是美国垄断,国际厂商想完成追逐或逾越难度很大。近日有某家厂商投入重金研发无人机MCU,让国人振奋不已,但面临的应战依旧很多。随着国际厂商实力的壮大,将来我们或将看到属于本人的无人机MCU。

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