經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大家對(duì)3000原以下的小型無人機(jī)很有購買興趣，卻又擔(dān)心迷你無人機(jī)會(huì)不安全，這次我們就給大家了解一下迷你無人飛行器是什么的構(gòu)造?！　　　?/p>

　　飛控、DSP

　　在早期的航模飛機(jī)的發(fā)展過后，無人機(jī)的飛控已經(jīng)擁有了一套完整的計(jì)算程序，而隨著無人機(jī)體積的變小，又對(duì)飛控的計(jì)算機(jī)的精度提出了更高的要求。同時(shí)，小型無人機(jī)受限于體積的減少，要求對(duì)飛控計(jì)算機(jī)的功耗和體積也提出了很高的要求。

　　在眾多處理器芯片中，最適合小型飛控計(jì)算機(jī)CPU的芯片當(dāng)屬TI公司的TMS320LF2407，其運(yùn)算速度以及眾多的外圍接口電路很適合用來完成對(duì)小型無人機(jī)的實(shí)時(shí)控制功能。

　　它采用哈佛結(jié)構(gòu)、多級(jí)流水線操作，對(duì)數(shù)據(jù)和指令同時(shí)進(jìn)行讀取，片內(nèi)自帶資源包括16路10位A／D轉(zhuǎn)換器且?guī)ё詣?dòng)排序功能，保證最多16路有轉(zhuǎn)換在同一轉(zhuǎn)換期間進(jìn)行，而不會(huì)增加CPU的開銷；40路可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用輸入／輸出通道；5個(gè)外部中斷；集成的串行通信接口（SCI），可使其具備與系統(tǒng)內(nèi)其他控制器進(jìn)行異步（RS 485）通信的能力；16位同步串行外圍接口（SPI）能方便地用來與其他的外圍設(shè)備通信；還提供看門狗定時(shí)器模塊（WDT）和CAN通信模塊。

　　高通Snapdragon Flight平臺(tái)

　　高通Snapdragon Flight平臺(tái)由高通子公司Qualcomm Technologies打造，參考板大小僅58x40mm，還提供了無人機(jī)軟件和相關(guān)開發(fā)工具。可為無人機(jī)提供視頻、影像捕捉、通訊以及導(dǎo)航方面的支持。

　　Snapdragon Flight平臺(tái)

　　在續(xù)航能力上，高通Snapdragon Flight平臺(tái)聲稱可以將續(xù)航時(shí)間從20分鐘提高至1小時(shí)以上。Snapdragon Flight平臺(tái)，內(nèi)置改良過的驍龍801處理器（Adreno330 GPU），支持4K拍攝，支持快速充電。同時(shí)，集成了Qualcomm Hexagon DSP，可為無人機(jī)是提供實(shí)時(shí)控制，還有雙頻802.11n Wi-Fi、藍(lán)牙4.0、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)等支持。

　　飛控系統(tǒng)組成模塊

　　飛控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各傳感器測(cè)量的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、接收無線電測(cè)控終端傳輸?shù)挠傻孛鏈y(cè)控站上行信道送來的控制命令及數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算處理，輸出控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)中各種飛行模態(tài)的控制和對(duì)任務(wù)設(shè)備的管理與控制；同時(shí)將無人機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)及發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載電源系統(tǒng)、任務(wù)設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)傳送給機(jī)載無線電數(shù)據(jù)終端，經(jīng)無線電下行信道發(fā)送回地面測(cè)控站。

　　按照功能劃分，該飛控系統(tǒng)的硬件包括：主控制模塊、信號(hào)調(diào)理及接口模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等。

　　各個(gè)功能模塊組合在一起，構(gòu)成飛行控制系統(tǒng)的核心，而主控制模塊是飛控系統(tǒng)核心，它與信號(hào)調(diào)理模塊、接口模塊和舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相組合，在只需要修改軟件和簡單改動(dòng)外圍電路的基礎(chǔ)上可以滿足一系列小型無人機(jī)的飛行控制和飛行管理功能要求，從而實(shí)現(xiàn)一次開發(fā)，多型號(hào)使用，降低系統(tǒng)開發(fā)成本的目的。

　　系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)原理

　?。?）完成多路模擬信號(hào)的高精度采集，包括陀螺信號(hào)、航向信號(hào)、舵偏角信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、缸溫信號(hào)、動(dòng)靜壓傳感器信號(hào)、電源電壓信號(hào)等。由于CPU自帶A／D的精度和通道數(shù)有限，所以使用了另外的數(shù)據(jù)采集電路，其片選和控制信號(hào)是通過EPLD中譯碼電路產(chǎn)生的。

　　（2）輸出開關(guān)量信號(hào)、模擬信號(hào)和PWM脈沖信號(hào)等能適應(yīng)不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如方向舵機(jī)、副翼舵機(jī)、升降舵機(jī)、氣道和風(fēng)門舵機(jī)等）的控制要求。

　　（3）利用多個(gè)通信信道，分別實(shí)現(xiàn)與機(jī)載數(shù)據(jù)終端、GPS信號(hào)、數(shù)字量傳感器以及相關(guān)任務(wù)設(shè)備的通信。由于CPU自身的SCI通道配置的串口不能滿足系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)中使用多串口擴(kuò)展芯片28C94來擴(kuò)展8個(gè)串口。

　　系統(tǒng)的計(jì)算軟件

　　一般的系統(tǒng)軟件分為兩大部分：邏輯電路芯片EPLD譯碼電路的程序設(shè)計(jì)和飛控系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。

　　在邏輯電路程序里面，是通過EPLD來控制電路，完成譯碼和隔離以及為A／D，D／A。該流程的設(shè)計(jì)采用原理圖輸入和 VERILOG HDL語言編程的混合設(shè)計(jì)方式，遵循設(shè)計(jì)輸入→設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)→設(shè)計(jì)校驗(yàn)→器件編程的流程。

　　在飛控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方面，按照功能劃分為4個(gè)模塊：時(shí)間管理模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、通信模塊、控制律解算模塊。

　　通過時(shí)間管理模塊在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；數(shù)據(jù)采集模塊采集無人機(jī)的飛行狀態(tài)、姿態(tài)參數(shù)以及飛行參數(shù)、飛行狀態(tài)及飛行參數(shù)進(jìn)行遙測(cè)編碼并通過串行接口傳送至機(jī)載數(shù)據(jù)終端，通過無線數(shù)據(jù)信道發(fā)送到地面控制站進(jìn)行飛行監(jiān)控；姿態(tài)參數(shù)通過軟件內(nèi)部接口送控制律解算模塊進(jìn)行解算，并將結(jié)果通過D／A通道送機(jī)載伺服系統(tǒng)，控制舵機(jī)運(yùn)行，達(dá)到調(diào)整、飛機(jī)飛行姿態(tài)的目的；通信模塊完成飛控計(jì)算機(jī)與其他機(jī)載外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換功能。

　　總結(jié)

　　在無人機(jī)逐漸趨向小型化的時(shí)代里，高效節(jié)能的DSP，是一切運(yùn)算的保證，同時(shí)在運(yùn)算法則上面，也是限制無人機(jī)繼續(xù)變小的一大原因。隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)在迷你無人機(jī)的產(chǎn)品中，有大部分的無人機(jī)已相當(dāng)可靠，即使體積只有手掌的四分之一。