四軸飛行器系統(tǒng)解析圖
遙控器系統(tǒng)解析圖
以上只是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的解剖圖，有些更加高級(jí)的如針對(duì)航模發(fā)燒友和航拍用戶(hù)們的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，還會(huì)要求有云臺(tái)、攝像頭、視頻傳輸系統(tǒng)以及視頻接收等更多模塊。
飛控的大腦：微控制器
在四軸飛行器的飛控主板上，需要用到的芯片并不多。目前的玩具級(jí)飛行器還只是簡(jiǎn)單地在空中飛行或停留，只要能夠接收到遙控器發(fā)送過(guò)來(lái)的指令，控制四個(gè)馬達(dá)帶動(dòng)槳翼，基本上就可以實(shí)現(xiàn)飛行或懸停的功能。意法半導(dǎo)體高級(jí)市場(chǎng)工程師介紹，無(wú)人機(jī)/多軸飛行器主要部件包括飛行控制以及遙控器兩部分。其中飛行控制包括電調(diào)/馬達(dá)控制、飛機(jī)姿態(tài)控制以及云臺(tái)控制等。目前主流的電調(diào)控制方式主要分成BLDC方波控制以及FOC正弦波控制。
新唐的MCU負(fù)責(zé)人表示：多軸飛行器由遙控，飛控，動(dòng)力系統(tǒng)，航拍等不同模塊構(gòu)成，根據(jù)不同等級(jí)產(chǎn)品的需求，會(huì)采用到不同CPU內(nèi)核。例如小四軸的飛行主控，因功能單純，體積小，必須同時(shí)整合遙控接收，飛行控制及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)功能;中高階多軸飛行器則采用內(nèi)建DSP及浮點(diǎn)運(yùn)算單元的，負(fù)責(zé)飛行主控功能，驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)的電調(diào)(ESC)板則采用MINI5($1.0889)系列設(shè)計(jì)。低階遙控器使用SOP20封裝的4T8051N79E814;中高階遙控器則采用Cortex-M0M051系列。另外，內(nèi)建ARM9及H.264視頻邊譯碼器的N329系列SOC則應(yīng)用于2.4G及5.8G的航拍系統(tǒng)。
在飛控主板上，目前控制和處理用得最多的還是MCU而不是CPU。由于對(duì)于飛行控制方面主要都是浮點(diǎn)運(yùn)算，簡(jiǎn)單的ARMCortex-M4內(nèi)核32位MCU都可以很好的滿(mǎn)足。有的傳感器MEMS芯片中已經(jīng)集成了DSP，與之搭配的話(huà)，更加簡(jiǎn)單的8位單片機(jī)也可以做到。
高通和英特爾推的飛控主芯片
CES上我們看到了高通和英特爾展示了功能更為豐富的多軸飛行器，他們采用了比微控制器(MCU)更為強(qiáng)大的CPU或是ARMCortex-A系列處理器作為飛控主芯片。例如，高通CES上展示的SnapdragonCargo無(wú)人機(jī)是基于高通Snapdragon芯片開(kāi)發(fā)出來(lái)的飛行控制器，它有無(wú)線(xiàn)通信、傳感器集成和空間定位等功能。IntelCEOBrianKrzanich也親自在CES上演示了他們的無(wú)人機(jī)。這款無(wú)人機(jī)采用了“RealSense”技術(shù)，能夠建起3D地圖和感知周?chē)h(huán)境，它可以像一只蝙蝠一樣飛行，能主動(dòng)避免障礙物。英特爾的無(wú)人機(jī)是與一家德國(guó)工業(yè)無(wú)人機(jī)廠(chǎng)商AscendingTechnologies合作開(kāi)發(fā)，內(nèi)置了高達(dá)6個(gè)英特爾的“RealSense”3D攝像頭，以及采用了四核的英特爾凌動(dòng)(Atom)處理器的PCI-express定制卡，來(lái)處理距離遠(yuǎn)近與傳感器的實(shí)時(shí)信息，以及如何避免近距離的障礙物。這兩家公司在CES展示如此強(qiáng)大功能的無(wú)人機(jī)，一是看好無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)，二是美國(guó)即將推出相關(guān)法規(guī)，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行將有嚴(yán)格的管控。
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