mdSI²

来自microdrones-asia
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mdSI² (microdrones System Integrator Interface microdrones系统集成接口)

为了让有特殊应用的客户更多地接触到飞行器的精髓,我们的飞行器提供一个开放式的接口。系统集成接口(mdSI²)是为“智能载荷”而设计的。该接口的设计起源于政府资助的空气盾项目,旨在让机载的嵌入式计算机系统在分配传感器数据的同时进行控制。与microdrones Waypoint 系统一样,mdSI² 是一个有偿的可选配置。

该文件将对需建立的机械和电气连接以及飞行器和嵌入式计算机系统(以下称载荷)之间的通讯协议进行概括描述。

目录

硬件要求

mdSI² 使用的物理媒介为标准的UART 或 RS232 接口,通过间距2mm的三针公插头连接,飞行器上有兼容的母插头。引脚的顺序为TxD (发射), RxD(接收)和GND(接地)。电压电平为3.3V和0V。接口的速度设置为38,400波特,8个数据位、1个停止位、无信号交换。


遥测数据读取

mdSI² 的Txd 针上,从飞行器发送至载荷的全部遥测数据流都可在纯文本传输模式读取。大多数相关飞行数据都可从传输线检索:GPS位置数据、姿态、高度、飞行时间、电池电量、电机功率输出等等。 数据被编排成多块,从#1到#12,每块都有各自的文本行。遥测数据块的格式如下:

#<block>,<value-1>,<value-2>,...,<value-n>,<checksum><CR><LF>

文本行的开头为块号,接着不同数量的数据域。每行都以校验和、回车和换行字符结束。所有遥测数据块、每块的数据域和校验和算法在下行链路定义中可以找到更具体的描述,也可通过microdrones支持来得到。载荷可以根据那些传输来感知当下的飞行状况和机器状态。

数据分配

多数情况下,载荷能自己生成地上操作人员所关注的数据,包括传感器测量值、载荷状态信息或其它用户希望传到地面的任意数据。mdSI² 存有一个特殊的遥测数据域,用户可以随意输送任何数据。 编排的载荷数据通过载荷数据ID而生效。mdCockpit可以识别这些ID,并赋予输入值以特有的标签和图示比例尺。数据以下面的格式输入到mdSI²:

<payloadDataID>,<measurementValue><CR><LF>

载荷数据ID是由microdrones指定的整数值。所给的测量值必须是一个浮点数。飞行器每次可以分配一对这样的载荷数据ID和相应的测量值。最近的数据对通过遥测传输,并一直储存于飞行数据记录器中,直到接收到新的数据对。由于需要传输一个以上的数据域,载荷应该应用时分复用技术,通过不同载荷数据ID算出总数,从而把数据域一个接一个传输出去。飞行器不能明确识别接收到的新数据对,因为返回信道只用于飞行器发出的遥测数据。但传输是否正确可以通过看遥测数据块#12确认,该数据块所包含的总是最新接收到的数据。

新用户应该向microdrones登记其载荷数据ID,从而可以在后期处理和飞行数据分析中使用全套功能。


控制功能

mdSI² 不仅仅是数据传输接口,还能让智能载荷控制飞行器。用户可以激活一个或更多遥控系统信道来接受载荷命令。飞行中,飞控手可以通过把遥控器上的“E”滑杆打至最上位置来把之前激活的信道移交给载荷控制。这时这些信道会改道至载荷,用户的输入因而不再有效。只要“E”滑块再次打至最下位置,飞控手可以重新进行全权控制。

载荷能控制的信道包括油门、俯仰、滚转、航向、图像功能(“I”开关)、GPS 功能(“G”开关)和切换 (“H”按钮)。哪些信道由载荷控制是完全任意的,用户可以自由选择。所以根据用户的应用一步步把控制转交至载荷是可以实现的。比如,一开始测试,只把俯仰和滚转控制给载荷,而油门和航向由飞控手控制,然后随着载荷用户软件的开发和发展,可以把全部控制交给载荷。mdSI² 包括以下的遥控覆写命令:

RCOE <throttle>,<pitch>,<roll>,<yaw>,<e>,<f>,<gps>,<shift>,<image>	

激活的遥控覆写设置哪些信道由载荷控制。每个信道都需设置为1(激活)或0(禁用)。为了完整性,“E”滑块(激活载荷控制)和“F”滑块(激活飞行模式)的信道也包括进去,但要一直设置为0。

RCO <channel>,<value> or	
RCO <throttleValue>,<pitchValue>,<rollValue>,<yawValue>	

RC覆写命令分成两种。一种是把信道设置为某一值。另一种设置整个3D飞行命令集。数值要在-100和+100之间(0表示遥控器摇杆处于中位)。RC覆写超时固定为500ms。如果该时间内任何信道的覆写没有更新,信道即恢复到中位。

未来的功能

mdSI² 的未来版本计划包括以下功能:

  • 飞往某一组坐标,格式为LLA或ECEF
  • 直接控制舵机信道
  • 与Waypoint功能结合:
    • 无线上传和下传航点航线
    • 飞行中可灵活更改航点航线
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