发布询价单
您的位置:首页 > 资讯 > 综合资讯 > 正文

揭秘无人机的幕后功臣:开源飞控都有哪些流派?

2016-04-07 11:23 性质:转载 来源:OFweek物联网
免责声明:无人机网(www.youuav.com)尊重合法版权,反对侵权盗版。(凡是我网所转载之文章,文中所有文字内容和图片视频之知识产权均系原作者和机构所有。文章内容观点,与本网无关。如有需要删除,敬请来电商榷!)
无人机能被快速普及,很大程度上是得益于开源飞控的发展,因为困扰着无人机发展的关键设备是自动驾驶仪。那么,开源飞控是什么?又是...

  无人机能被快速普及,很大程度上是得益于开源飞控的发展,因为困扰着无人机发展的关键设备是自动驾驶仪。那么,开源飞控是什么?又是如何发展过来的?

在纷繁复杂的无人机产品中,四旋翼飞行器以其结构简单、使用方便、成本低廉等优势,最先进入了大众的视线。但是,这种飞行器对飞行控制能力的要求是最高的,因此它刺激了大批基于MEMS传感器的开源飞控的出现。

如何定义开源

开源(Open Source)的概念最早被应用于开源软件,开放源代码促进会(Open Source Initiative)用其描述那些源码可以被公众使用的软件,并且此软件的使用、修改和发行也不受许可证的限制。

每一个开源项目均拥有自己的论坛,由团队或个人进行管理,论坛定期发布开源代码,而对此感兴趣的程序员都可以下载这些代码,并对其进行修改,然后上传自己的成果,管理者从众多的修改中选择合适的代码改进程序并再次发布新版本。如此循环,形成“共同开发、共同分享”的良性循环。

开源软件的发展逐渐与硬件相结合,产生了开源硬件。硬件与软件不同之处是实物资源应该始终致力于创造实物商品。

因此,生产在开源硬件(OSHW)许可下的品目(产品)的人和公司有义务明确该产品没有在原设计者核准前被生产,销售和授权,并且没有使用任何原设计者拥有的商标。硬件设计的源代码的特定格式可以被其他人获取,以便对其进行修改。在实现技术自由的同时,开源硬件提供知识共享并鼓励硬件设计开放交流贸易。

开源硬件(OSHW)定义1.0是在软件开源定义基础上定义的。该定义是由Bruce Perens和Debian的开发者作为Debian自由软件方针而创建的。

开源飞控是何物?

了解了开源硬件的概念,开源飞控的概念也就比较容易理解了。所谓开源飞控就是建立在开源思想基础上的自动飞行控制器项目(Open Source Auto Pilot),同时包含开源软件和开源硬件,而软件则包含飞控硬件中的固件和地面站软件两部分。爱好者不但可以参与软件的研发,也可以参与硬件的研发,不但可以购买硬件来开发软件,也可以自制硬件,这样便可让更多人自由享受该项目的开发成果。

开源项目的使用具有商业性,所以每个开源飞控项目都会给出官方的法律条款以界定开发者和使用者权利,不同的开源飞控对其法律界定都有所不同。

开源飞控的发展

开源飞控的发展可分为三代:

第一代开源飞控系统使用Arduino或其他类似的开源电子平台为基础,扩展连接各种MEMS传感器,能够让无人机平稳地飞起来,其主要特点是模块化和可扩展能力。

第二代开源飞控系统大多拥有自己的开源硬件、开发环境和社区,采用全集成的硬件架构,将全部10DOF传感器、主控单片机,甚至GPS等设备全部集成在一块电路板上,以提高可靠性。

它使用全数字三轴MEMS传感器组成航姿系统(IMU);能够控制飞行器完成自主航线飞行,同时可加装电台与地面站进行通信,初步具备完整自动驾驶仪的功能。此类飞控还能够支持多种无人设备,包含固定翼飞行器、多旋翼飞行器、直升机和车辆等,并具备多种飞行模式,包含手动飞行、半自主飞行和全自主飞行。第二代飞控的主要特点是高集成性、高可靠性,其功能已经接近商业自动驾驶仪标准。

第三代开源飞控系统将会在软件和人工智能方面进行革新。它加入了集群飞行、图像识别、自主避障、自动跟踪飞行等高级飞行功能,向机器视觉、集群化、开发过程平台化的方向发展。

你不该错过的开源飞控传奇

Arduino飞控

要谈开源飞控的发展就必须从著名的开源硬件项目Arduino谈起。

Arduino 是最早的开源飞控,由Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellis 和 Nicholas Zambetti于2005年在意大利交互设计学院合作开发而成。Arduino公司首先为电子开发爱好者搭建了一个灵活的开源硬件平台和开发环境,用户可以从Arduino官方网站取得硬件的设计文档,调整电路板及元件,以符合自己实际设计的需要。

Arduino可以通过与其配套的Arduino IDE软件查看源代码并上传自己编写的代码,Arduino IDE使用的是基于C语言和C++的Arduino语言,十分容易掌握,并且Arduino IDE可以在Windows、Macintosh OSX和Linux三大主流操作系统上运行。

随着该平台逐渐被爱好者所接受,各种功能的电子扩展模块层出不穷,其中最为复杂的便是集成了MEMS传感器的飞行控制器。为了得到更好的飞控设计源代码,Arduino公司决定开放其飞控源代码,他们开启了开源飞控的发展道路。著名的开源飞控WMC和APM都是Arduino飞控的直接衍生产品,至今仍然使用Arduino开发环境进行开发。

APM飞控

APM(ArduPilotMega)是在2007年由DIY无人机社区(DIY Drones)推出的飞控产品,是当今最为成熟的开源硬件项目。APM基于Arduino的开源平台,对多处硬件做出了改进,包括加速度计、陀螺仪磁力计组合惯性测量单元(IMU)。由于APM良好的可定制性,APM在全球航模爱好者范围内迅速传播开来。通过开源软件Mission Planner,开发者可以配置APM的设置,接受并显示传感器的数据,使用google map 完成自动驾驶等功能,但是Mission Planner仅支持windows操作系统。

目前APM飞控已经成为开源飞控成熟的标杆,可支持多旋翼、固定翼、直升机和无人驾驶车等无人设备。针对多旋翼,APM飞控支持各种四、六、八轴产品,并且连接外置GPS传感器以后能够增稳,并完成自主起降、自主航线飞行、回家、定高、定点等丰富的飞行模式。APM能够连接外置的超声波传感器和光流传感器,在室内实现定高和定点飞行。

上一页12

网友评论
文明上网,理性发言,拒绝广告

相关资讯

推荐图文

关注官方微信

手机扫码看新闻