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[硬件与DIY] 很认真的讨论一下RPI或者pcDuino做控制核心,DIY飞行器的可行性

2013-6-28 00:06:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
前阵子在某坛子上看到有用STM32做的四轴飞行器项目,加上RPI做的鱼啊小车啊四处都是,很自然的就想到能不能用RPI做控制核心,进而想到能不能用更强大的pcDuino

先分析一下飞行装置的特点,飞行装置不同于水里游的地上跑的,它就对重量有着很高的要求,更要命的是它对控制装置的实时性要求非常高

下面是本人从网上扒拉下来的(就是随便找的)STM32、RPI和pcDuino的主要指标对比。这里需要说明的是STM32只是个处理器,真正用起来之前还要专门给它做个板,而RPI和pcDuino是现成的板子

 
STM32
RPI
pcDuino
处理器分类
Cortex-M3
ARM11
Cortex-A8
主频
72MHz
700MHz
1GHz
内存
64KB(SRAM)
512M(DRAM)
1G(DRAM)
闪存
512KB
SD卡
2G+TF卡
接口
最多高达112个的快速I/O端口
8 GPIO、UART、I2C、带两个选择的SPI总线
14 GPIO、6ADC、I2C、SPI
功率
0.2W?
3.5W?
4W?
操作系统

不难看出STM32的性能并不占优势,特别是在陀螺仪加速度计高度计等等传感元件都可以做到一个芯片里共用一个通信接口的情况下,再加上的传感器多半是依赖处理器的处理速度而不是剩余接口的个数。但即便是这样,STM32仍然被用作飞行器的控制,这就表明它能满足最基本的控制要求。

那么如果用RPI或pcDuino做控制核心,能体现的优势也就是富余的这部分性能上,我也就想到两个应用方面:
第一是加装传感器,比如加装超声测距实现防撞,加装摄像头实现地形匹配等等;
第二是看这个视频的1分30秒
http://v.youku.com/v_show/id_XNTc0MTk0MzI4.html
介绍者说TED飞行器的控制算法是由另一台笔记本完成的,那就意味着飞行器自己的处理能力不足,不能完成复杂动作的计算...那么在处理性能富余的情况下,是不是可以改进控制模式,自主实现更精确的飞行控制或更复杂的飞行动作呢....

不过呢,以上只是本人看着硬件参数瞎YY,实际上还是有很多问题需要考虑:

1、STM32没有操作系统,可以直接烧写进飞行控制程序,这就意味着控制程序可以最大限度利用硬件。而RPI也好,pcDuino也好,都有操作系统,飞行控制程序的执行都要通过操作系统,特别是如果使用python这种脚本语言,还要通过解释器,这样的话处理器还能有多少计算资源是给飞行程序的,这个不好说。当然有个更极端的办法是重新给RPI或者pcDuino烧程序,烧掉系统换成专门的飞行程序,考虑到二者处理器芯片的开放程度,这任务无限接近不可能...
2、RPI和pcDuino的芯片里都有GPU,如果做飞行控制的话,这么一大块完全用不上,浪费...
3、重量,重量...这里说的不光是板子的重量,还要考虑电池,电池才是重量的大户...
4、成本,成本...
...
...

集思广益,大家都来讨论讨论吧,使用RPI或者pcDuino做控制核心,DIY飞行器的可行性有多大?

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2013-6-30 13:37:29 | 显示全部楼层
很牛X的风行器。。。我个人觉得是可行的。。因为有系统会有更多的人可以加进来开发,毕竟会单片机的是少数,会C++的是多数
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2013-7-5 16:44:36 | 显示全部楼层
我认为光是考虑功率这项指标就认为RPI或者pcDuino不合适了,功耗太大了,要飞同等时间需要配用的电池大太多。
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2013-8-22 12:02:47 | 显示全部楼层
偶觉得搞个氢气飞艇就不错,不一定要跟风四轴.
加大浮力多带电池,风不大时浮上几个小时,可搞成空中WIFI热点......
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2013-9-18 01:03:08 | 显示全部楼层
主要是重量和功耗控制,树莓派相对于嵌入式系统来说,功耗太大了,这是官方承认了的。
树莓派低消耗的时候2.5w,还要加上飞行器的直升机旋翼尾桨,
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2013-12-20 20:48:54 | 显示全部楼层
四轴的架子买回来了,想用pi试试咋样。现在就剩陀螺仪没买了,不知道买啥样的好,大家有没建议那个型号的?
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2014-1-13 17:30:05 | 显示全部楼层
买个四轴玩玩去。呵呵
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2014-1-24 20:15:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 sirius 于 2014-1-24 20:18 编辑

四轴飞控一般性况下并不需要太高档的芯片,据我了解,国内多数买飞控的核心算法都来自德国的一个开源项目,而它的原始硬件只是AVR单片机,MEGAx8,国内很多玩家就是楼主这种思路要用更高的性能的单片机,才出现STM32核心的飞控板,其实算法是差不多的,有的改了传感器芯片,有的都用原方案,上个我有的两个四轴,大的一个是STM32的,飞控板买的成品,其它都是自己DIY出来的(机架是用的碳管)轴距310mm,小的那个是成品,用的是ATMEGA328,轴距61mm,大小有区别,功能是差不多的,板上均带三轴加速度和电子陀螺芯片,只是遥控飞行,飞控板只是做将姿态控制的,内部核心算是应是一样的,主要就是一个PID
大的这个开发者后来加入了气压芯片(用于定高)和GPS电路(自动定位),我后来不乍么玩这个了,也就没加上
PS:控制器的功耗大点估计也无所谓了,电机太费电了,我的大四轴,用2200mAH,11V的动力锂电,小的用3.7V 350mAH锂电,飞行时间都差不多是5分钟.
PS2:那种自动飞航线的,一般都是其它性能比较高的东东在地面控制的,比如前面说的那个德国的东东,就有专门的地面站,能超视距飞行,和自动回航什么的
QQ图片20140124195508.jpg

小四轴

小四轴

飞行中

飞行中




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