八一八：开源飞控的昨天，今天和明天
宇辰网无人机资讯2019-10-08 20:09
好久没有八一八了，今天聊点啥呢？看看配图，开源飞控的销量和过了气的游戏模拟器销量，哎，我的大中国啊，让人心寒。
想起我多年前写的帖子：开源飞控知多少，那时候一片欣欣向荣。今天就算打个补丁，写写这几年开源飞控的发展。内容应该会很少……
起步：
请参照“开源飞控知多少”，搜索一下就可以了。第一代以arduino为代表，传感器扩展为主要形式的飞控起步了。那时候由于算法和传感器性能限制，能飞就是王者，定点就是高端。
昨天：
而随着发展，滤波算法四元数pid都在成熟，硬件进入stm32大一统，带有出厂校准的全数字化传感器标志着我们可以不用每天想着换更好的芯片了。于是，以pixhawk为代表的集成一体化的飞控，成为主要形式。随着ekf的加入，标志着核心算法的成熟，开源飞控可以给每个普通爱好者使用了。定高定点已经不成问题，大家开始竞赛，开始飞航线。我称之为第二代开源飞控。
今天：
很不幸的随着商业娱乐多旋翼无人机的成熟，带走了大量知识底子不是那么硬核的玩家。于是，开源飞控的DIYer急剧减少。绝大部分开源飞控，更新缓慢，难以为继。开源飞控已经分化成两个大的队伍，无人机和竞技，这种功能分化，差异发展，玩家逐渐集中的一代开源飞控，我称之为第三代开源飞控。
无人机飞控标配两套以上IMU，标配多个多种数字接口，连接大堆外围设备，比如GNSS卫星定位，各种无线电激光定高雷达，甚至前视或前测距壁障，可以控制云台，吊舱，喷洒器等任务设备，并带有基于手机或地面计算机的功能丰富的地面站软件。总之一句话：向着全自主前进！这类飞控目前还在玩儿的，只剩下px4和ardupilot两个小组，px4小组的固件兼容各种版本pixhawk，而ardupilot小组的固件则在兼容全部已有的硬件。其他飞控已经大多无人问津了。
而竞技类飞控则一切从简，气压、磁罗盘、GNSS真的都可以没有，外围接口越少越好，因为根本不接什么设备，IMU一套够用了，只有设置插件，地面站软件那是没有用的，飞手通过眼镜看OSD和使用遥控器掌控一切，但是都越做越小，各种追求手感的大动态控制，取消一切飞行管理的限制。总之一句话：让飞手有自己在飞的感觉！这种飞控目前只剩下了各种f4、f7还有人玩儿，固件大多带有尾标：flight，比如betaflight，cleanflight，baseflight等等。
明天：
开源飞控的下一步发展方向，我个人认为会有三个新特征和两个发展分支。三个新特征是“数字化复合链路”，包含遥控遥测和图像，“机器视觉”和“深度学习”加入飞控，两个新分支是综合更多飞控的“大主控飞控”，和板上功能分化的“大小脑飞控”。
所谓“大主控飞控”，把飞控做大，基于高阶操作系统，比如linux，增强飞控功能的可扩展行，加速开发，与多核高阶处理器或者集成各种功能模块的单个处理器，用一个处理器完成无人机全部功能。比如将链路控制，机器视觉和学习功能融入飞控，让他们协同运作。我能遇见的优点就是集成度高，开发效率高，功能齐全，更加贴近商业化。
而“大小脑飞控”则将原有飞控越做越小，挂在高阶功能化的处理器后方，接受指令控制飞机。大小脑各司其职，通过一个通讯接口协同工作。因为链路，视觉和学习功能对实时性个计算能力，结果可靠性，稳定性的需求与飞控是有明显差异的，这种飞控明显更安全，而差异化开发的复用性更好，可扩展性也好。就是集成度略低，个人觉得适合工业用途。
后天：
畅想未来，随着sip芯片整合技术的发展，各种传感器厂家之间壁垒的降低，我觉得多模块单芯片永远是发展的地平线，提高集成度降低成本是开源飞控不同于商业飞控的任务，做好资源，做好样板，带领有缘人进入无人机的世界，这是开源飞控永远不变的责任和存在理由。
End
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