一種雙核多旋翼飛行控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種雙核多旋翼飛行控制器系統(tǒng)，包括處理飛控核心程序數(shù)據(jù)的第一MCU和處理GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)的第二MCU，第一和第二MCU設(shè)于飛行控制器芯片上；第一MCU包括第一任務(wù)調(diào)度模塊、姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊、氣壓計(jì)處理模塊、電機(jī)模式切換控制模塊、第一通訊處理模塊、LED顯示模塊、檢測(cè)電機(jī)、電池以及通訊狀態(tài)的第一檢測(cè)模塊以及調(diào)用第一MCU硬件接口程序的第一BSP，第二MCU包括第二任務(wù)調(diào)度模塊、空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊、與第一MCU和GPS控制模塊進(jìn)行通訊的第二通訊模塊、檢測(cè)電池和GPS狀態(tài)的第二檢測(cè)模塊以及調(diào)用第二MCU接口程序的第二BSP；本發(fā)明提出的雙核多旋翼飛行控制器系統(tǒng)，采用最較低配置的ARM MCU使飛行控制器擁有較高性?xún)r(jià)比。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種雙核多旋翼飛行控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及飛行控制器領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種雙核多旋翼飛行控制器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]多旋翼飛行器控制器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一個(gè)集空氣動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù)、圖像、數(shù)據(jù)處理、軟件技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品，已經(jīng)運(yùn)用在軍事領(lǐng)域例如魚(yú)鷹飛行器以及專(zhuān)業(yè)的航拍領(lǐng)域。
[0003]但市場(chǎng)數(shù)量最巨大的玩具級(jí)無(wú)人機(jī)，對(duì)產(chǎn)品價(jià)格、性能、功能較上述領(lǐng)域有更苛刻的要求，而同時(shí)對(duì)飛控的成本希望用業(yè)內(nèi)最低的硬件配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0004]隨著飛控算法(姿態(tài)解算、飛行控制、圖像處理等)理論、功能成熟，用戶(hù)群體的廣泛認(rèn)同后，產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比及實(shí)現(xiàn)方式就成為了市場(chǎng)上的焦點(diǎn)，然而理論的飛控姿態(tài)解算是基于非線性模型的擴(kuò)展Kalman濾波器，完整的解算需要超過(guò)200MHZ時(shí)鐘且具有浮點(diǎn)運(yùn)算能力的Cortex M4，進(jìn)行20維左右的浮點(diǎn)矩陣運(yùn)算，對(duì)于玩具無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，性?xún)r(jià)比較低。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有目前現(xiàn)有的玩具級(jí)的飛行控制器性?xún)r(jià)比低的問(wèn)題，提出一種雙核多旋翼飛行控制器，具有很好的性?xún)r(jià)比，既可以處理飛控?cái)?shù)據(jù)，又可以處理好GPS數(shù)據(jù)。
[0006]本發(fā)明上述技術(shù)問(wèn)題這樣解決，構(gòu)造一種雙核多旋翼飛行控制器，包括處理飛控核心程序數(shù)據(jù)的第一 MCU(llO)和處理GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)的第二MCU(120)，所述第一 MCU(llO)和第二MCU( 120)設(shè)于飛行控制器芯片(100)上；
[0007]所述第一 M⑶包括控制各個(gè)任務(wù)執(zhí)行的第一任務(wù)調(diào)度模塊(111)、姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊 (111 1 )、讀取氣壓值的氣壓計(jì)處理模塊(1112)、控制電機(jī)各種控制模式切換的控制模塊 (1113)、處理通訊數(shù)據(jù)的第一通訊處理模塊(1114)、LED顯示模塊(1115)、用于檢測(cè)電機(jī)和電池以及通訊參數(shù)的第一檢測(cè)模塊(1116)，以及調(diào)用硬件接口程序的第一BSP(board support packet的縮寫(xiě))；
[0008]所述第二MCU(120)包括控制第二MCU(120)任務(wù)切換的第二任務(wù)調(diào)度模塊(122)、 處理空間姿態(tài)數(shù)據(jù)的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊(1221)、與第一 MCU進(jìn)行通訊的第二通訊模塊 (1222)、檢測(cè)電池狀態(tài)的第二檢測(cè)模塊(1223)以及調(diào)用6?5接口程序的第二85?(121)。
[0009]所述第一任務(wù)調(diào)度模塊通過(guò)對(duì)姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊、氣壓計(jì)處理模塊、通訊模塊、檢測(cè)模塊、LED顯示模塊以及控制模塊的調(diào)用來(lái)勢(shì)對(duì)多旋翼飛行器的控制；
[0010]所述姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊包括用于處理氣壓計(jì)和陀螺儀數(shù)據(jù)的IIC數(shù)據(jù)讀取模塊、IIC數(shù)據(jù)寫(xiě)入模塊，讀取和校準(zhǔn)加速度的加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊、讀取和校準(zhǔn)角速度的角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊以及融合校準(zhǔn)后的角速度、加速度、磁力計(jì)以及氣壓計(jì)高度值的數(shù)據(jù)融合模塊，數(shù)據(jù)融合模塊對(duì)lie數(shù)據(jù)讀取模塊、IIC數(shù)據(jù)寫(xiě)入模塊、加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊、 角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合后，得到基于飛行器和地球坐標(biāo)系的六維數(shù)據(jù)， 與遙控器傳來(lái)的目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)合，對(duì)飛行器進(jìn)行控制。
[0011]具體地，所述加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊首先根據(jù)存儲(chǔ)的原始加速計(jì)值判斷加速計(jì)值是否已經(jīng)校準(zhǔn)，若沒(méi)有校準(zhǔn)，則對(duì)加速計(jì)值校準(zhǔn)后再存儲(chǔ)。
[0012]同樣地，所述角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊首先根據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)的角速度原始值判斷角速度值是否已經(jīng)校準(zhǔn)，若沒(méi)有校準(zhǔn)，則對(duì)角速度值校準(zhǔn)后再存儲(chǔ)。
[0013]所述氣壓計(jì)處理模塊包括溫度、氣壓值讀取模塊以及對(duì)原始?xì)鈮褐颠M(jìn)行校準(zhǔn)、濾波的氣壓值處理模塊，氣壓值處理模塊首先根據(jù)存儲(chǔ)的原始加速計(jì)值判斷是地面初始值， 若不是地面初始值，則對(duì)氣壓值值校準(zhǔn)，然后對(duì)氣壓計(jì)進(jìn)行濾波再存儲(chǔ)。
[0014]所述第一檢測(cè)模塊包括檢測(cè)電池的電壓狀況的電池檢測(cè)模塊、檢測(cè)電機(jī)的電壓是否高于閾值的電機(jī)堵車(chē)檢測(cè)模塊以及檢測(cè)通訊是否中斷的2.4G檢測(cè)模塊。[〇〇15]所述第一 MCU第一通訊模塊的通訊任務(wù)主要有兩路，一路是所述第一通訊模塊通過(guò)所述第一BSP的第一Uart接口程序與攝像頭控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；另一路是所述第一通訊模塊通過(guò)所述第一 BSP的第一 SPI接口程序接收遙控器數(shù)據(jù)、發(fā)送陀螺儀數(shù)據(jù)以及發(fā)送調(diào)試數(shù)據(jù)等。
[0016]所述第一 BSP包括處理氣壓計(jì)和陀螺儀數(shù)據(jù)的IIC接口程序、對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制的 PWN接口程序、處理與GPS通訊數(shù)據(jù)的第一 SPI接口程序、驅(qū)動(dòng)照相機(jī)攝像頭的Uart接口程序、驅(qū)動(dòng)LED顯示的GP10接口程序以及檢測(cè)第一 MCU電池狀態(tài)的第一 ADC接口程序，所述LED 顯示包括GPS指示燈顯示、2.4G指示燈顯示以及底電能報(bào)警指示燈顯示；[〇〇17]所述第二M⑶包括控制第二MCU任務(wù)切換的第二任務(wù)調(diào)度模塊、處理空間姿態(tài)數(shù)據(jù)的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊、與第一 MCU進(jìn)行通訊的第二通訊模塊、檢測(cè)電池狀態(tài)的第二檢測(cè)模塊以及調(diào)用GPS接口程序的第二BSP。
[0018]所述第二BSP包括檢測(cè)電池狀態(tài)的第二ADC接口程序、處理與第一 MCU和其他通訊數(shù)據(jù)的第二SPI接口程序以及Uart接口程序；
[0019]所述第二任務(wù)調(diào)度模塊通過(guò)調(diào)度第二通訊模塊、第二檢測(cè)模塊以及空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛控板的GPS數(shù)據(jù)處理。
[0020]所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊通過(guò)第二BSP的第二Uart接口程序和第二SPI接口程序處理GPS陀螺儀數(shù)據(jù)融合任務(wù)、控制器PID任務(wù)以及輸出目標(biāo)姿態(tài)角任務(wù)，并通過(guò)第二SPI接口程序與第一 MCU進(jìn)行通訊。
[0021]所述第二M⑶120第二通訊模塊的通訊任務(wù)主要有兩路，一路是所述第二通訊模塊通過(guò)所述第二BSP的第二Uart接口程序與GPS控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；另一路是所述第二通訊模塊通過(guò)所述第二BSP的第二SPI接口程序以及2.4G通信協(xié)議與第一 MCU110進(jìn)行通訊，例如2.4G數(shù)據(jù)的發(fā)送接收、GPS數(shù)據(jù)的發(fā)送等。
[0022]實(shí)施本發(fā)明提出的雙核多旋翼飛行控制器，可以采用最低配置的ARMMCU，成功地實(shí)現(xiàn)將單一處理器用兩個(gè)低端的處理器替代，按功能平衡分配傳感性數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)擬合， 第一MCU、第二MCU均采用定點(diǎn)運(yùn)算，簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)計(jì)算單元縮減程序空間，減少處理時(shí)間，不依賴(lài)國(guó)外主流供應(yīng)商，使飛行控制器擁有較高性?xún)r(jià)比?！靖綀D說(shuō)明】[〇〇23]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中飛控M⑶工作流程示意圖
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中雙M⑶工作流程示意圖
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中飛行控制器功能示意圖
[0027]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊的組成示意圖
[0028]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的氣壓值處理模塊的組成示意圖
[0029]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中電機(jī)控制模式之間切換示意圖
[0030]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中第一 M⑶第一通訊模塊的功能示意圖
[0031]圖8是本發(fā)明實(shí)施例中第一檢測(cè)模塊的組成示意圖[〇〇32]圖9是本發(fā)明實(shí)施例中第二MCU空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊處理任務(wù)示意圖
[0033]圖10是本發(fā)明實(shí)施例中第二M⑶第二通訊模塊的功能示意圖【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中飛控M⑶工作流程示意圖，圖2是本實(shí)施例中雙M⑶工作流程示意圖，請(qǐng)參考圖1-圖2,現(xiàn)有技術(shù)中采用Cortex M4或高性能MCU統(tǒng)一讀取各類(lèi)傳感器數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合、角度控制、角速度控制后，最后控制馬達(dá)控制，從而控制飛機(jī)。Cortex M4 或高性能MCU內(nèi)有高達(dá)180K byte，F(xiàn)lash Rom超過(guò)1M byte，因此此類(lèi)飛控可以完全采用浮點(diǎn)計(jì)算，采取擴(kuò)展卡爾曼等算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。但是，此類(lèi)高性能MCU的供應(yīng)商主要來(lái)自歐美，影響四旋翼飛機(jī)在低端市場(chǎng)的應(yīng)用，本實(shí)施例中，將單一MCU用2個(gè)低端的MCU替代，按功能平衡分配傳感性數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)擬合，功能圖如圖2:第二MCU讀取GPS、氣壓計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)與第一M⑶采用硬件通講接口，共享各類(lèi)姿態(tài)數(shù)據(jù)，在此之上獨(dú)立進(jìn)行高度，、X、Y方向的數(shù)據(jù)擬合，高度、X、Y控制，然后將這些控制數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)第一 MCU，第一MCU整合地磁、重力回速度、角速度數(shù)據(jù)，進(jìn)行獨(dú)立數(shù)據(jù)擬合后，結(jié)合來(lái)自第二MCU的控制數(shù)據(jù)，進(jìn)行角度、角速度、 馬達(dá)控制，從而實(shí)現(xiàn)與單一 MCU類(lèi)似的功能。第一 MCU、第二M⑶均采用定點(diǎn)運(yùn)算，簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)計(jì)算單元縮減程序空間，減少處理時(shí)間。
[0035]圖3是本實(shí)施例中的飛行控制器芯片100功能示意圖，請(qǐng)參考圖3,飛行控制器100 有兩個(gè)最低配置的M⑶組成，分別是第一 MCU110和第二MCU120，MCU110和第二MCU120固化在飛行控制器芯片100上。兩個(gè)MCU之間通過(guò)BSP(112，121)的接口程序SPI(123,212)進(jìn)行通訊，共享數(shù)據(jù)，第一 MCU110主要處理定高、定點(diǎn)數(shù)據(jù)，第二MCU主要處理導(dǎo)航數(shù)據(jù)，兩個(gè)最低配置的M⑶能夠集成地磁、GPS、氣壓計(jì)，完全實(shí)現(xiàn)定高、定點(diǎn)、導(dǎo)航及Fo 11 ow Me功能，大大提高了玩具級(jí)多旋翼飛行器的性?xún)r(jià)比。
[0036]第一M⑶110包括控制各個(gè)任務(wù)執(zhí)行的第一任務(wù)調(diào)度模塊111、姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊111 1， 讀取氣壓值的氣壓值處理模塊1112，控制電機(jī)各種控制模式切換的控制模塊1113，處理通訊數(shù)據(jù)的第一通訊處理模塊1114，LED顯示模塊1115,檢測(cè)電機(jī)、電池以及通訊參數(shù)的第一檢測(cè)模塊1116以及調(diào)用硬件接口的第一BSP(board support packet，板級(jí)支持包)112;第一任務(wù)調(diào)度模塊111，根據(jù)飛行指令的要求調(diào)用姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊1111、氣壓值處理模塊1112、 控制模塊1113、第一通訊處理模塊1114、第一檢測(cè)模塊1116和第一BSP(board support packet) 112以及控制這些模塊任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)度;姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊1111主要采集陀螺儀101的數(shù)據(jù)通過(guò)第一 BSP112的接口程序IIC121發(fā)送給第一M⑶110，氣壓值處理模塊1112讀取氣壓計(jì)102的數(shù)據(jù)并進(jìn)行校準(zhǔn)通過(guò)第一 BSP112的接口程序IIC121發(fā)送給第一 MCU110進(jìn)行處理， 控制模塊1113對(duì)控制電機(jī)的地面停機(jī)模式1113 a、校準(zhǔn)控制模式1113 b、起飛控制模式1113c、高度控制模式1113d、定點(diǎn)控制模式1113e、油門(mén)控制模式1113f、自動(dòng)降落模式 1113g、自動(dòng)巡航模式1113h以及翻滾控制模式1113i之間的切換;第一通訊模塊1114通過(guò)第一 BSP的接口程序SPI123和Uar 1124實(shí)現(xiàn)第一 MCU與遙控設(shè)備、調(diào)試數(shù)據(jù)、陀螺儀101數(shù)據(jù)、第二MCU以及攝像頭設(shè)備104的數(shù)據(jù)傳輸;第一檢測(cè)模塊1116主要對(duì)飛控電池108、2.4G通信信號(hào)106以及底電報(bào)警燈105的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè);第一BSP112是介于硬件和第一MCU驅(qū)動(dòng)層程序之間的一層，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)第一 MCU的支持，為第一 MCU各種模塊的驅(qū)動(dòng)程序提供訪問(wèn)硬件設(shè)備寄存器的函數(shù)包，模塊的程序更好地運(yùn)行在芯片100上。
[0037]圖4是本實(shí)施例中的姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊1111的組成示意圖，請(qǐng)參考圖4,姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊 1111包括用于處理氣壓計(jì)和陀螺儀數(shù)據(jù)的IIC數(shù)據(jù)讀取模塊1111a、IIC數(shù)據(jù)寫(xiě)入模塊 111 lb，讀取和校準(zhǔn)加速度的加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊1111 c、讀取和校準(zhǔn)角速度的角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊lllld以及融合校準(zhǔn)后的角速度、加速度、磁力計(jì)以及氣壓計(jì)高度值的數(shù)據(jù)融合模塊111 le，數(shù)據(jù)融合模塊111 le對(duì)IIC數(shù)據(jù)讀取模塊111 la、IIC數(shù)據(jù)寫(xiě)入模塊111 lb、 加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊1111 c、角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊111 Id的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合后，得到基于飛行器和地球坐標(biāo)系的六維數(shù)據(jù)，與遙控器傳來(lái)的目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)合，對(duì)飛行器進(jìn)行控制。
[0038]進(jìn)一步地，加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊111 la首先根據(jù)存儲(chǔ)的原始加速計(jì)值判斷加速計(jì)值是否已經(jīng)校準(zhǔn)，若沒(méi)有校準(zhǔn)，則對(duì)加速計(jì)值校準(zhǔn)后再存儲(chǔ)。[〇〇39]進(jìn)一步地，角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊111 lb首先根據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)的角速度原始值判斷角速度值是否已經(jīng)校準(zhǔn)，若沒(méi)有校準(zhǔn)，則對(duì)角速度值校準(zhǔn)后再存儲(chǔ)。
[0040]進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)融合模塊111 le對(duì)加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊111 la、角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊1111b、角速度、加速度、磁力計(jì)以及氣壓計(jì)102高度值的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。[〇〇41]圖5是本實(shí)施例中的氣壓值處理模塊1113的組成示意圖，請(qǐng)參考圖5,氣壓計(jì)處理模塊1112包括溫度、氣壓值讀取模塊1112a以及對(duì)原始?xì)鈮褐颠M(jìn)行校準(zhǔn)、濾波的氣壓值處理模塊1112b，氣壓值處理模塊首先根據(jù)存儲(chǔ)的原始加速計(jì)值判斷是地面初始值，若不是地面初始值，則對(duì)氣壓值值校準(zhǔn)，然后對(duì)氣壓計(jì)進(jìn)行濾波再存儲(chǔ)。
[0042]圖6是本實(shí)施例中電機(jī)控制模式之間切換示意圖，請(qǐng)參考圖6,控制模塊1113主要是控制電機(jī)運(yùn)行模式停機(jī)控制模式1113a、校準(zhǔn)控制模式1113b、起飛控制模式111 3c、定高控制模式1113d、定點(diǎn)控制模式1113e、油門(mén)控制模式1113f之間可以互相切換、自動(dòng)降落模式1113g、自動(dòng)巡航模式1113h以及翻滾控制模式1113i之間的切換。雙向切換模式有:停機(jī)控制模式1113a與校準(zhǔn)控制模式1113b以及油門(mén)控制模式1113f之間可以互相切換，定高控制模式1113d與定點(diǎn)控制模式1113e、翻滾控制模式1113i以及自動(dòng)巡航模式1113h之間互相切換，定點(diǎn)控制模式1113e與所述自動(dòng)降落模式1113g之間互相切換;單向切換模式有:由停機(jī)控制模式1113a切換到所述起飛控制模式1113c，起飛控制模式1113c切換到所述定高控制模式1113d，定高控制模式1113d切換到自動(dòng)降落模式111 3g。[〇〇43]圖7是第一M⑶第一通訊模塊1114的功能示意圖，請(qǐng)參考圖7,第一MCU第一通訊模塊1114的通訊任務(wù)主要有兩路，一路是第一通訊模塊1114通過(guò)第一 BSP112的第一 Uart接口程序1124與攝像頭控制模塊104進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；另一路是第一通訊模塊1114通過(guò)第一 BSP112的第一 SPI接口程序1123接收遙控器數(shù)據(jù)、發(fā)送陀螺儀數(shù)據(jù)以及發(fā)送調(diào)試數(shù)據(jù)等。
[0044]圖8是本實(shí)施例中第一檢測(cè)模塊1116的組成示意圖，請(qǐng)參考圖8,第一檢測(cè)模塊 1116包括電池檢測(cè)模塊1116a、電機(jī)堵車(chē)檢測(cè)模塊111 6b以及2.4G檢測(cè)模塊1116c，電池檢測(cè)模塊1116a檢測(cè)電池的電壓狀況，電機(jī)堵車(chē)檢測(cè)模塊1116b檢測(cè)電機(jī)的電壓是否高于閾值， 2.4G檢測(cè)模塊1116c檢測(cè)通訊是否中斷。[〇〇45]第一BSP 112包括處理氣壓計(jì)102和陀螺儀101數(shù)據(jù)的IIC接口程序1121、對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制的PWN接口程序1122、處理與GPS通訊數(shù)據(jù)的第一 SPI接口程序1123、驅(qū)動(dòng)照相機(jī)攝像頭的Uart接口程序1124、驅(qū)動(dòng)LED顯示的GP10接口程序1125以及檢測(cè)第一 MCU電池狀態(tài)的第一 ADC接口程序1126，LED顯示包括GPS指示燈顯示107、2.4G指示燈顯示108以及底電能報(bào)警指示燈顯示105。[〇〇46]第二MCU120包括控制第二MCU120任務(wù)切換的第二任務(wù)調(diào)度模塊122、處理空間姿態(tài)數(shù)據(jù)的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊1221、與第一 M⑶進(jìn)行通訊的第二通訊模塊1222、檢測(cè)電池狀態(tài)的第二檢測(cè)模塊1223以及調(diào)用GPS接口程序的第二BSP121。[〇〇47]第二BSP包括檢測(cè)電池狀態(tài)的第二ADC接口程序1211、處理與第一MCU和其他通訊數(shù)據(jù)的第二SPI接口程序1212以及Uart接口程序1213。[〇〇48]第二任務(wù)調(diào)度模塊122通過(guò)調(diào)用第二通訊模塊1223實(shí)現(xiàn)第二MCU的通訊任務(wù)、通過(guò)調(diào)用第二檢測(cè)模塊1222來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池和GPS狀態(tài)的檢測(cè)任務(wù)，通過(guò)調(diào)用空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊 1221來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空間姿態(tài)數(shù)據(jù)的處理任務(wù)。[〇〇49]圖9是第二MCU120空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊1221處理任務(wù)示意圖，請(qǐng)參考圖7,空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊1221通過(guò)第二BSP121的第二Uart接口程序1213和第二SPI接口程序1212處理GPS 陀螺儀數(shù)據(jù)融合任務(wù)1221a、控制器PID任務(wù)1221b以及輸出目標(biāo)姿態(tài)角任務(wù)1221c，并通過(guò)第二SPI接口程序1212與第一 MCU進(jìn)行通訊。
[0050]圖10是第二MCU120第二通訊模塊1223的功能示意圖，請(qǐng)參考圖10,第二MCU120第二通訊模塊1223的通訊任務(wù)主要有兩路，一路是第二通訊模塊1223通過(guò)第二BSP121的第二 Uart接口程序1213與GPS控制模塊107a進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；另一路是第二通訊模塊1221通過(guò)第二BSP121的第二SPI接口程序1212以及2.4G通信協(xié)議與第一 MCU110進(jìn)行通訊，例如2.4G數(shù)據(jù)的發(fā)送接收、GPS數(shù)據(jù)的發(fā)送等。
[0051]雖然以上描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，其目的僅在于舉例說(shuō)明本發(fā)明， 而不是對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知悉，在不離開(kāi)本發(fā)明的精神和范圍情況下，在形式上和細(xì)節(jié)上還可做各種的改變。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不當(dāng)僅局限于以上描述的實(shí)施例，而應(yīng)該依照權(quán)利要求及其等同來(lái)限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，包括處理飛控核心程序數(shù)據(jù)的第一MOT (110)和處理GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)的第二MCU(120)，所述第一M⑶(110)和第二MCU(120)設(shè)于飛行控 制器芯片(100)上；所述第一 MCU包括控制各個(gè)任務(wù)執(zhí)行的第一任務(wù)調(diào)度模塊(111)、姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊 (111 1 )、讀取氣壓值的氣壓計(jì)處理模塊(1112)、控制電機(jī)各種控制模式切換的控制模塊 (1113)、處理通訊數(shù)據(jù)的第一通訊處理模塊(1114)、LED顯示模塊(1115)、用于檢測(cè)電機(jī)和 電池以及通訊參數(shù)的第一檢測(cè)模塊(1116)，以及調(diào)用硬件接口程序的第一BSP(112);所述第二MCU(120)包括控制第二MCU(120)任務(wù)切換的第二任務(wù)調(diào)度模塊(122)、處理 空間姿態(tài)數(shù)據(jù)的空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊(1221)、與第一 MCU進(jìn)行通訊的第二通訊模塊(1222)、檢 測(cè)電池狀態(tài)的第二檢測(cè)模塊(1223)以及調(diào)用GPS接口程序的第二BSP(121)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述第一 MCU(llO)和 第二MCU(120)固化在同一個(gè)飛行控制器芯片(100)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述姿態(tài)數(shù)據(jù)模塊(1111) 包括用于處理氣壓計(jì)(102)和陀螺儀(101)數(shù)據(jù)的IIC數(shù)據(jù)讀取模塊(1111a)、IIC數(shù)據(jù)寫(xiě)入 模塊(1111b )，讀取和校準(zhǔn)加速度的加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊(1 111 c )、讀取和校準(zhǔn)角速度 的角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊(lllld)以及融合校準(zhǔn)后的角速度、加速度以及氣壓計(jì)高度值 的數(shù)據(jù)融合模塊(lllle)，數(shù)據(jù)融合模塊(lllle)對(duì)IIC數(shù)據(jù)讀取模塊(lllla)、IIC數(shù)據(jù)寫(xiě)入 模塊(1111b)、加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊(1111c)、角速度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取模塊(lllld)的數(shù)據(jù) 進(jìn)行融合后，得到基于飛行器和地球坐標(biāo)系的六維數(shù)據(jù)，與遙控器傳來(lái)的目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)合，對(duì) 飛行器進(jìn)行控制。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述加速計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)讀取 模塊(1111c)根據(jù)存儲(chǔ)的原始加速計(jì)值對(duì)讀取的加速計(jì)值校準(zhǔn)后再存儲(chǔ);所述角速度校準(zhǔn) 數(shù)據(jù)讀取模塊(lllld)根據(jù)存儲(chǔ)的角速度原始值判斷讀取的角速度值對(duì)角速度值校準(zhǔn)后再 存儲(chǔ)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述氣壓計(jì)處理模塊 (1112)包括溫度、氣壓值讀取模塊(1112a)以及對(duì)原始?xì)鈮褐颠M(jìn)行校準(zhǔn)、濾波的氣壓值處理 模塊(1112b )，氣壓值處理模塊(1112b)根據(jù)存儲(chǔ)的原始加速計(jì)值對(duì)讀取的氣壓值值校準(zhǔn) 后，再對(duì)氣壓計(jì)進(jìn)行濾波存儲(chǔ)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述第一檢測(cè)模塊(1116) 包括檢測(cè)電池的電壓狀況的電池檢測(cè)模塊(1116a )、檢測(cè)電機(jī)的電壓是否高于閾值的電機(jī) 堵車(chē)檢測(cè)模塊(1116b)以及檢測(cè)通訊是否中斷的2.4G檢測(cè)模塊(1116c)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述第一 BSP(112)包括處 理氣壓計(jì)(102)和陀螺儀(101)數(shù)據(jù)的IIC接口程序(1121 )、對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制的PWN接口程序 (1122)、處理與GPS通訊數(shù)據(jù)的第一SPI接口程序(1123)、驅(qū)動(dòng)照相機(jī)攝像頭(104)的Uart接 口程序(1124)、驅(qū)動(dòng)LED顯示模塊(1115)的GP10接口程序(1125)以及檢測(cè)第一 MCU(llO)電 池狀態(tài)的第一ADC接口程序(1126)，所述LED顯示包括GPS指示燈顯示(107)、2.4G指示燈顯 示(106)以及底電能報(bào)警指示燈顯示(105)。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述第二BSP(121)包括檢 測(cè)電池狀態(tài)的第二ADC接口程序(1211 )、處理與第一 MCU和其他通訊數(shù)據(jù)的第二SPI接口程序(1212)以及第二Uart接口程序(1213)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述第二任務(wù)調(diào)度模塊 (122)通過(guò)調(diào)度所述第二通訊模塊(1222)、第二檢測(cè)模塊(1223)以及所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)模 塊(1221)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行控制器的空間導(dǎo)航GPS數(shù)據(jù)處理。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙核多旋翼飛行控制器，其特征在于，所述飛行控制器芯片 (100)通過(guò)2.4G協(xié)議進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，所述第一通訊模塊(1114)通過(guò)第一 Uart接口程序 (1124)與攝像頭(104)進(jìn)行通訊，通過(guò)第一 SPI接口程序(1123)處理陀螺儀數(shù)據(jù)、遙控器數(shù) 據(jù)以及調(diào)試數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù);所述第二通訊模塊(1223)所述第二BSP(121)的第二Uart接口 程序(1213)與GPS控制模塊(107a)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過(guò)所述第二BSP (121)的第二SPI接口程 序(1212)以及2.4G通信協(xié)議處理第一MCU110 2.4G數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。
【文檔編號(hào)】G05D1/08GK105955286SQ201610402155
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】朱才智
【申請(qǐng)人】深圳蟻石科技有限公司