無名創新——2019年TI杯電賽飛行器賽題關鍵問題彙總

從2018年12月以來，無名創新TI飛控累計服務了全國高校累計超400個電賽飛行器學生團隊，無名創新TI系列產品根據客戶反饋、市場需求，完成了一次次軟硬件迭代升級，比賽臨近，針對近期客戶擔心是否能直接採用成品TI飛控開發板、TI整機二次開發學習平臺用於比賽問題，下面給出客戶提出的幾種可能的情況，在展開討論前，我們先列出前兩年飛行器賽期的賽題要求。

無名創新客戶獲獎戰報   
無名創新TI飛控開源公告：https://zhuanlan.zhihu.com/p/54471146

2017年國賽 1、四旋翼自主飛行器探測跟蹤系統（瑞薩杯國賽）

 

 

 

 

 

2014年TI杯大學生電子設計競賽四川省賽題-A題四旋翼飛行器

 

 

 

2018年TI杯大學生電子設計競賽題-滅火飛行器（TI省賽）

 

 

 

 

基於上述幾個信號，我們列出了一下幾點，客戶廣泛討論的問題，並給出了合乎邏輯的解答。

問：1、電賽控制題是否一定會有飛行器組？

答：是，電賽飛行器組屬於常規組，從2013年電賽飛行器題目在控制組設置以來，不管是國賽還是省賽，從未間斷過。今年組委會組織相關技術人員，在全國各地舉行飛行器培訓會議，電賽培訓官網首頁主推電賽無人機線上培訓課程。如果今年TI電賽控制組中沒有飛行器題目，組委會沒有必要勞民傷財、空耗國力，給大家添堵。（相關資料參考如下）

 

 

 

2、電賽控制組中，是否必須採用TI處理主控平臺，如果限定處理器，是否控制組中的飛行器賽題必須在內？

答：是，電賽根據官方通知，2019年TI杯全國大學生電子設計競賽至少有一道賽題將會指定使用TI處理器，包括但不限於MSP430系列，MSP432系列，Tiva Cortex-M4系列和C2000系列。根據電賽官方培訓網站上芯片教程對飛控所需要用到的資源有着重介紹，以及以往TI省賽飛行器處理器限定TI平臺，按上面這個邏輯來推理，2019年TI國賽控制組中的飛行器處理芯片限定採用TI處理器基本可以坐實（99.999999%+）。

 

 

2014年TI省賽飛行器要求

 

2018年TI省賽飛行器要求

3、電賽飛行器平臺限定TI處理器平臺，TI芯片處理哪一部分內容，是否能含有其它廠商的處理器平臺，主要是無人機視覺處理部分、光流模塊等？

答：根據以往TI省賽的要求，飛行器的姿態檢測與飛行控制必須使用TI公司的處理器，評測專家需要根據電路板判斷TI處理器真實處理了姿態檢測與飛行器控制兩個部分。首先姿態檢測和飛行控制雖然字面很短，實際意義卻很豐富，首先講姿態檢測，隨着MEMS技術的發展，當前飛行器姿態傳感器已經很少見早期航模時代的模擬加速度計、模擬陀螺儀了，主流的姿態傳感器與處理器採用數字通訊的方式，如SPI、I2C等。針對單一的常見慣性傳感器而言，如MPU6050、ICM20689等，MPU系列是內置DMP（數字運動處理器）解算的，用戶可以仍然採用數字通訊的方式直接獲取姿態四元數，初始化採樣率、量程，校準加速度零位，開啓DMP後，MPU內部會自動完成加速度、陀螺儀(磁力計可選)四元數姿態融合過程，外部處理器直接可以通過MPU6050自帶的DMP函數mpu_read_fifo函數獲取姿態四元數、角速度、加速度數據，得到姿態四元數後通過四元數旋轉矩陣與方向餘弦矩陣對應關係，通過三角函數運算即可得到姿態數據。若用TI處理器採用DMP讀取的方式獲取MPU6050姿態傳感器數據並最終得到用於飛行器控制的姿態反饋數據。很顯然這肯定屬於組委會所要求的——採用TI處理器處理飛行器姿態檢測的範疇。雖然處理器只是做了初始化配置、數字通訊得到姿態四元數、反三角運算得到姿態反饋。TI處理器省去了像不帶的DMP數字慣性傳感器，需要TI處理器外部去更新DCM/四元數的過程。之所以做上述陳述是針對引出複雜的實際現狀的需要，下面來看一下市面上能買到的姿態測量模塊，下面我們去馬雲家搜下：姿態測量，出來的結果如下

 

 

 

 

 

 

 

 

 

上面給出了市場上能買到的低成本姿態測量模塊，測量模塊上自帶加速度計、陀螺儀、磁力計、氣壓計等。成品姿態測量模塊上帶其他廠商的處理器，大多爲ST、新唐等公司產品。外部處理器直接可以得到姿態測量模塊的姿態角度、高度、速度信息，接口豐富：串口、CAN、SPI、I2C等。顯然這種違背了組委會競賽組限定姿態檢測必須採用TI處理器的宗旨，對於姿態檢測而言，對於姿態檢測這部分而言，飛控什麼都不需要幹，串口通訊就可以解析到相關廠家研發的IMU/INS融合算法輸出的處理好的數據用於飛行器姿態控制。

這裏可能會有人有疑問，爲什麼MPU系列DMP就可以，用這些成品姿態測量模塊就不行。同樣是傳感器檢測模塊，原因很簡單，回到最開始TI電賽競賽要求上來看，飛控板硬件板電路需要方便評審專家看到芯片確實是有處理姿態檢測部分，硬件上來看，TI處理器需要和MEMS數字傳感器信號直接連接，而不是像外部姿態檢測那樣，TI處理器並沒有直接和MEMS連接，而是通過數字通訊的方式將外部其他廠商的處理器ST、新唐等，間接的獲取處理融合好的姿態數據。

下面有一種可能會誤導專家評審，飛控本身硬件自帶單獨的MEMS數字傳感器，有實際硬件連接，由於其他功能需要，模塊上面必須接MEMS傳感器，如激光雷達、視覺慣性里程計等。這種情況目前很難給評審專家解釋得清楚，姿態檢測是TI處理器自己完成的，還是來源於外部模塊通訊而來的，因爲上面我們討論的實際情況的複雜性，組委會還未考慮在內，在有其他模塊可選擇的情況下，不建議涉險，除非你自己能保證能跟競爭對手和評委解釋的通，實際很難！！！

 

 

 

接着回到TI處理器限定問題上，組委會只是限定必須有TI芯片處理姿態檢測部分，並未對高度檢測、速度檢測限定。而且現有的高度檢測模塊裏面，如HCSR04、US100採用的是新唐或者STM8處理器處理超聲波探頭的回波數據，激光測距傳感器TFMINI採用的是STM32F0處理器，光流傳感器LC306也是優像自己的圖像處理器。視覺部分OPENMV、樹莓派、Jetson、TX2、K210等都是其他廠家的處理器。（姿態檢測梳理到此打住，太多了要說了怕講不完，洗個桃吃了急需）。

 

飛行控制詞面同樣很短，指的又是什麼呢，控制指的由組合導航系統得到姿態、位置、速度、加速度反饋後，採用控制算法實現三維空間內的位置、速度、姿態等控制，我們把這一部分叫做運動控制。對於飛行器競賽而言，我們需要結合視覺處理模塊，完成特定的功能，這一部分叫做決策層的控制，涉及軌跡跟蹤、航點遍歷、定速巡航、前視穿越等，任務過程同時還需要有聲、光的邏輯提示。

 

4、上屆瑞薩國賽必須用官方的評估版，TI國賽是不是也只能用Launchpad評估版，比賽我們能直接用你們家的成品飛控、整機比賽嗎，還有自己參考無名創新自組設計的飛控帶自己學校直接、隊名Logo的飛控能不能使用？

 

答：按照上屆TI省賽飛行器要求，飛行器可以自制或者外購，意味着組委會允許採用成品飛行器競賽，只購買成品飛控，自己製作整個飛行器平臺的肯定也允許，至於飛控部分自己 用Launchpad評估板、自己獨立設計的飛控，組委會沒有任何理由不允許大家參賽。

      個人猜想目前電賽飛行器賽題考慮到實際水平和該賽題的實際參與現狀，沒有限定成品飛行器是爲了鼓勵更多的人蔘與進來，培養更多無人機行業方向的工程師，等到大家整體實力起來後，傳承幫帶好，積累相關經驗，類似恩智浦智能車競賽限定自己設計飛控，統一競賽機型，自然就水到渠成，現在這個時候限定自己設計飛控，絕對是一片哀嚎，不符合實際情況。大家技術都成熟了，後面電賽專科組開設飛行器賽題也不是不可能。下面貼出無名創新客戶自己造輪子自主設計飛控的照片。

輪子哥1號

 

輪子哥2號

 

 

輪子哥3號

 

輪子哥4號

 

輪子哥5號

 

輪子哥6號

截至目前爲止，無名創新TIVA飛控累計服務了400多個電賽學生團隊，鼓勵大家自己造輪子，根據不完全統計，學習之後，自己獨立設計飛控的大概有30多個組。絕大多數學習者都有打算設計屬於飛控，限於目前學習任務緊、缺乏硬件經驗、單槍匹馬戰鬥個人經歷有限，暫時還沒有自主設計飛控。等比完賽後再設計。

 

最後針對一直派水軍黑無名創新的那個不爭氣的國內同行，前天做出的氣急敗壞的自打臉的失敗公關行爲調侃一下：

情況介紹：我們發佈了新款MSP432版本飛控，將光流慣導融合方案開源，在自家技術交流羣裏發照片宣傳，有人提問出新款MSP432，是不是比賽不讓用TM4C了，我回復只要是TI芯片都可以，順便提醒下獨立設計飛控的同學，不要買翻新絲印不清晰的芯片，考慮到競賽要求的所述的TI主控必須獨立處理姿態檢測部分，建議不要用其它其他協處理器不要有IMU部分，如帶新唐、ST的姿態檢測模塊、視覺慣性里程計等，不然很難跟評審專家解釋。結果有人回覆是不是匿名那家ST帶IMU、高度檢測的光流不能用?考慮到接着回覆會引起不必要的誤會，同時會增加對方對一直以來我們的敵意，沒有予以回覆。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

結果戲劇性的事情發生了，就在晚上這邊團隊開會時，有在他家交流羣的客戶把他們的一條公告發給我們一個同事，公告內容如下：

 

@全體成員  近期有人反饋其他商家點名說不能用匿名光流傳感器，因爲光流上面有IMU。

憑什麼買來的imu代碼就可以用？買來的模塊帶imu就說不清？那6050等自帶dmp姿態解算說的清不？

如果組委會限制不能用模塊帶imu，無非就是想讓你自己做姿態解算，那麼你看現在是情況，TI開源飛控一大片，要求這個有意義沒有？

而且近年來的題目來看，重點已經是在考察視覺識別和導航控制等上層控制功能上了，飛控底層控制未來很可能不作爲考察的重點方向，很多年份電賽甚至根本不限制你用什麼飛控了。     

在規則出來以前，各種可能都有，甚至沒有飛機的題也完全有可能。所以，不要相信一些片面之詞，自己要客觀的分析。

匿名科創團隊宣佈：

1：本週末推出全開源光流融合、光流定點源碼，打消匿名用戶的後顧之憂，擔心不能用匿名光流的同學，可直接使用原始光流傳感器優象lc30x模塊，由飛控進行融合、旋轉解耦、定點計算。

2：飛控所有功能全開源，全C語言源碼形式提供，無彙編、無lib、無任何非開源形式，供大家移植學習。

3：所有TI版交易成功的買家，週末源碼發佈後都可以免費獲取。

4：老版STM32版拓空者PRO用戶無法享受？不存在的，因爲比賽臨近，先照顧下TI參賽用戶，先推出TI版開源光流融合，等賽後推出STM32版拓空者PRO的相應源碼資料。

5：匿名光流V3版近期更新固件，提升光流性能，相信比賽不會禁止使用成品光流的同學，可以獲得更好的定點懸停效果。

 

 

 

 

 

上面兩幅圖爲同一人，武漢某高校學生，旺旺ID和QQ時同一人，水軍1號出現。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

嘴上說不要，身體卻很誠實，戲劇性的事情發生了，大家注意看之前的圖，爲了讓大家清楚的觀察看出問題，挑起問題的和底下瘋狂吹水的是同一人，水軍2號出現。

 

 

 

                            

 

                      人生如戲，全靠演技，戲精你好，戲精再見！！！

    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​2019年7月13日

                                                          凌晨2點48分

    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​    ​ ​無名小哥：餘義