PIXHAWK2的开源生命力


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深入探讨PIXHAWK起源

说起 PIXHAWK,恐怕在无人机 DIY 玩家中无人不晓,作为开源飞控的标杆性产品,其齐全的功能和亲民的价格已经深入广大无人机爱好者的心。说起 PIXHAWK2,可能大家可能只是略有耳闻。隐隐还能记得在2015年初,3DR在宣传消费无人机Solo时候大力鼓吹其使用的就是 PIXHAWK2,然后就没有然后了。0

其实PIXHAWK2的起源可以从在2014年说起。PIXHAWK 的鼻祖是 PX4 飞控,由苏黎世理工大学的无人机实验室团队完成设计,起初的设计采用飞控板 FMU 和输入输出板IO分离的设计,在使用时候不太方便。

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PIXHAWK 随后出现,一体化的设计和稳定的性能使其普及开来,渐渐取代 Ardupilot Mega (APM) 的位置成为开源飞控的首选。无私的开源工作者们并没有停止创新,而是基于第一代 PIXHAWK 的基础上提出了更多的设想,开始下一代飞控的研发。起初,下一代飞控的设计目的包括:

1.能够与PIXHAWK1运行相同的飞行固件

2.针对不同的机型进行优化

3.增加内置减震

于是 PIXHAWK2 的雏形大致形成了。

为了针对不同的机型进行优化,模块化飞控的概念应运而生,设计者们将 PIXHAWK 的主要功能浓缩进了一个体积不到PIXHAWK1一半的正方体里面,所有的输入输出口都集中在一个80针脚的DF17针座上。

与模块化飞控Cube同时产生的还有载板的概念(Carrier Board),载板与模块飞控配合使用,主要功能是负责飞控与其他模块 (如数传,GPS,ESC)的连接。

载板可大可小,取决于所使用的机型需要什么样的接口,针对不同机架可以设计不同的载板,减少多与接口占用的空间,以此达到优化的目的。

模块化飞控 Cube 的内部采用飞控模块 FMU 和惯性测量模块 IMU 分离的设计,减少电路对惯性测量单元的干扰;增加了内置减震泡棉,有效降低了机架震动对惯性测量模块的负面影响,从而达到更加精确的测量。

PIXHAWK2 的设计完成后,并没有马上发售,而是被使用在了2015年3DRobotics 的消费级无人机SOLO中,为 Solo 提供了稳定的飞行性能。然而3DR 最终在消费级无人机的火海中败下阵来

,转型企业级市场,其硬件产品也随着3DR 的转型而被渐渐剥离了。曾经呼之欲出的 PIXHAWK2,好像被渐渐地遗忘了。

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可是开源社区的发展并没有因为商业道路的重重阻隔而终止。尽管并没有被公开售卖,开源社区 Ardupilot 的设计者们依然持续为 PIXHAWK2 进行着硬件更新。

赫星无人机长期关注开源无人机的发展,致力于开源无人机技术在国内的规范和推广。在2016年,赫星与 Ardupilot 开源团队开展合作,历经半年的筹备,终于将这一块命途坎坷的飞控量产,将最新版本的 PIXHAWK2.1 推向市场,

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在最新版本的 PIXHAWK2.1 中,设计者进一步增强了开源飞控的可靠性:使用最新传感器,淘汰了比较老旧的传感器;增加了一套惯性测量单元,使 PIXHAWK2.1 具有三余度惯性测量单元;增加了 IMU 恒温控制;保证更加稳定的飞行。曾经被广泛用于学术研究, DIY 中的 PIXHAWK 一代,在第二代具备了更完善的性能和可靠的安全性,使得开源飞控具备了在更广泛的商业和行业用途中发挥作用的潜力。
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为了方便一般用户的直接使用,

Pixhawk2.1 可以选配两种类型的载板(carrier board):

1.标准版,采用方便拔插的JST接口,支持双GPS,支持双电源输入保证电源冗余;

2.Intel Edison版本,在标准版的基础上,内置Edison芯片接口,用户可以直接将Edison芯片插入载板底部,使用Edison进行更高性能的开发。此外,厂商还可以使用Cube,自行设计载板进行优化。

尽管PIXHAWK2的路途并不顺畅,但是它终于走向大众,成为开源飞控中最重要的一位成员。开源工作者的努力,在历经了两年蛰伏,终于回馈到了广大的无人机爱好者手中。
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本文由DroneChina开源无人机社区(forum.dronechina.org)原创发布。
图文编辑:柒度飞行、极品乌龙绿
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