一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法_算法_无人机

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除此之外，还须要一个至少是Cortex-M4级别的MCU做飞控，它须要读取传感器数据、掌握翱翔姿态、完成通讯等任务。

所有这些掌握和操作，现在用一颗i.MX RT就都可以搞定了。
i.MX RT性能刁悍，以Cortex-M7为内核，主频高达600MHz，片内512KB RAM，同时具有4组PWM模块、适宜多电机仿照旗子暗记采样的ADC_ETC模块，及丰富灵巧的通讯接口，以是搞定飞控+4个BLDC电机掌握自然不在话下。

一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法_算法_无人机一颗MCU可以搞定无人机的电机驱动+飞控算法_算法_无人机通讯

我们打仗到很多利用i.MX RT做无人机的实例，下面为各位展示两个精良的方案。

（图片来自网络侵删）

基于i.MX RT1052的翱翔学习板

这是一个由ZLG技能研发中央设计的，“4个无刷电机FOC驱动 + 飞控算法”的单芯片办理方案，按竞赛级设计，有实力在无人机翱翔大赛上争金夺银的！

个中的ZLG-Soar飞控软件库具有如下特点：

采取四元数互补滤波领悟算法，和基于角速率环与角度环的串级PID姿态掌握算法，在i.MX RT下掌握频率可达2KHz（一样平常飞控频率为0.5KHz）。
支持自动校准功能，支持9轴或6轴IMU（惯量丈量传感器）。
支持SBUS航模串口协议，适用于支持该协议的任意无线收发器。
支持常用的IIC/SPI/UART接口，可以扩展不同的传感器。
翱翔学习板可以通过蓝牙模块，利用NXP的FreeMaster软件边飞边进行参数的调试。
供应的软件接口，可以让用户快速移植自己的飞控软件，或BetaFlight，ClenFlight，PX4，OpenPiliot，RaceFlight等软件。

下图是i.MX RT翱翔学习板的真身！
产品级软硬件设计，既可直接用于无人机，也可用于多电机FOC的运用评估，例如稳拍器、机器人、工业缝纫机等等。

下图则是i.MX RT翱翔学习板的电路构造：

核心是i.MX RT1052跨界处理器；外接4路功率模块，用无感FOC算法驱动4个无刷电机；外扩IMU传感器和气压计，可同时运行翱翔掌握算法；同时预留了4个油门脉冲接口，可外接翱翔掌握器，学习板仅作为“4无刷电机FOC驱动”利用。
默认整机7-12V/16A，可根据需求修正。

i.MX RT翱翔学习板，供应多种配套软件，包括：ZLG-FOC电机库、大略单纯翱翔掌握算法、i.MX RT外设根本例程等。
用户可快速搭建无人机产品，或其他多电机FOC的产品，例如稳拍器、机器人、工业缝纫机、IoT创新产品等等。

基于i.MX RT1052的开源AutoQuad飞控

这是一位网络牛人(姑且称他为老J)参加RT-Thread运用作品征集赛的一个作品。

AutoQuad是德国的一款老牌开源飞控（硬件闭源），其旨在供应稳定、动态翱翔和自动驾驶功能的飞控掌握器。

由于AutoQuad硬件闭源的特性，海内的玩家很少，但AutoQuad 的ukf算法“独步天下”，绝对是一绝。
15年时老J自己做出了Autoquad的M4版本硬件，并可以运行官方源码。

2017年时他又将Autoquad移植到MDK环境下，并且将其RTOS更换为RT-Thread。
后续玩这个玩了蛮久韶光。
他的体会是这个版本的AutoQuad由于UKF算法占用了很多CPU资源，使得全体系统CPU占用率太高，再者便是片内RAM资源捉襟见肘。

对付这个版本的AutoQuad目前有挺多模友想连续深入的开拓，比如网名为“我的天下不雅观”的网友，想将L1自适应掌握算法加入到个中，但这个L1自适应算法也是极耗费CPU资源的。
在这个背景下，老J开始动手了AutoQuad在i.MX RT1052上的实现，以期留出足够的资源来给模友们做深入开拓，同时也借机熟习下RT-Thread的3.x版本。

硬件板子目前基于野火1052 mini开拓板，传感器是从马家买的现成模块，采取飞线的形式固定在开拓板上(后期会重新设计一款小的适宜飞控的板子)。

主控+传感器

全部的连接都利用飞线

完成后的效果

系统框图如下

本设计的特点是：

首先，作者对AutoQuad非常熟习，已经清楚地看到了软件对CPU高性能，与对大容量RAM的哀求。
刚好i.MX RT可以在这两方面知足他的升级哀求。
其次，作者利用了现成的实时操作系统——RT-Thread，及其RT-Thread在i.MX RT上的现成BSP，依托i.MX RT丰富的外设接口和RT-Thread供应的标准设备驱动框架，能够快速地移植全体软件系统到i.MX RT平台上。
第三，全体硬件环境尤其是主控板，采取了现成的野火开拓板，免却了研究适配开拓i.MX RT1052硬件平台的韶光和精力。

NXP在i.MX RT105x上的方案

以上两个方案都是充分地利用了i.MX RT1052的高性能、多端口和方便开拓的特性，用一颗MCU实现了以前须要4-5颗MCU，乃至更多MCU，才能实现的功能，大大地简化了硬件系统的繁芜度，即降落了总体本钱又缩小了系统的整体尺寸，同时减小了重量和功耗，进一步提高了无人机的性价比。

目前NXP还没有在i.MX RT上的专用无人机方案，在多电机运用方面，有一个单片i.MX RT同时驱动三个电机的机器臂方案，如下图所示：

接下来会通过摄像头实时自动地识别物体，再直接驱动机械臂实行动作，所有这些也将会通过i.MX RT实现。

i.MX RT电机掌握第三方学习板预报

恩智浦有个MAPS学习评估板系列，是按照原来的TOWER板重新设计的，目前有广受客户欢迎的MAPS-DSC系列，同时支持双电机的伺服或步进。

如果须要评估i.MX RT的电机掌握性能，除了官方发布的评估板之外，第三方互助伙伴正在建造中的MAPS-RT是个非常实用的评估板，不但支持伺服或步进电机，还可以支持工业中广泛利用的EtherCAT（与友商互助），值得期待。