[实用新型]双SOC无人机控制系统

说明书

技术领域

本实用新型设计无人机控制技术领域，尤其涉及一种采用双SOC系统的整机控制方案以及系统故障时对无人机进行应急保护的方法。

背景技术

现在消费类无人机整机一般包含：飞控模块、定位模块、动力模块、影像模块、图传模块、数传模块等构成。目前，有两种整机方案，一个是分立方案，即飞控模块、定位模块、动力模块、影像模块、图传模块、数传模块以及其它一些辅助的执行电路模块各自独立运行，然后通过相互之间通讯配合起来整机工作，在电路设计上也是分板布置的方式，或在同一板子上，也是分块布置，运行在不同的集成电路上；该方案导致模块间通讯接口过多，可靠性变低，同时导致电路板多，板间连线冗余，结构不紧凑，体积无法做小，而且，整个方案的成本比较高。

另外一个是最近一年兴起的基于SOC集成电路技术方案，它将飞控模块、定位模块、影像模块、图传模块、数传模块集成到一个多核的处理器集成电路上；如此，这个方案中电路构成中，只有SOC集成电路模块电路、动力模块电路和其它一些辅助电路模块电路，能够有效较少电路板数量，结构紧凑。但是，该SOC 方案一般采购多核处理器集成电路，其本身系统不是针对无人机产品开发的，需要重新搭建适合无人机产品的系统，开发难度比较大，开发成本高；更重要的是，无人机模块中，如飞控模块，需要非常高实时性，而一般SOC系统不是实时操作系统，所以需要集成电路方案商支持，专门准备一个核，来运行实时操作系统，让要求实时性的飞控模块运行中实时操作系统下，但是这个辅助实时操作系统还是需要SOC主非实时操作系统进行调度配合工作，如此，当主操作系统死机后，同样会造成辅助实时操作系统不能正常工作，导致无人机炸机；过去主操作系统都是针对消费类电路产品，相对分立方案中用于工控领域的实时操作系统，可靠性不高；最后，SOC方案需要比较高规格集成电路支持（如4核、8核），这样SOC的实际方案成本也比较高，SOC 需要运行模块多，运算量大，发热大，需要设计专门散热设计。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种双SOC无人机控制方案，能够解决在SOC方案中，辅实时操作系统对主非实时操作系统依赖的问题，提高系统的可靠性，且发热少不需要专门的散热设计，两个SOC构成的半SOC方案，两个系统相互配合，独立运行，并给出系统异常时的应急保护方法。

本实用新型采用的技术方案：一种双SOC无人机控制系统，包括主SOC系统和从SOC系统，所述的主SOC系统运行实时操作系统，从SOC系统运行多线程非实时操作系统；主SOC系统与从SOC系统通过通讯接口通讯，传递之间状态信号。

优选的，所述的实时操作系统包括飞控模块、定位模块；多线程非实时操作系统包括影像模块、数传模块、图传模块、WIFI模块；

所述的飞控模块包括陀螺仪、磁力计、气压计；所述的定位模块包括GPS模块、室内定位镜头和超声波探头；

所述的主SOC系统和从SOC系统分别独立运行在两个不同的芯片上，电源独立分开，并通过USART接口通讯；

所述的主SOC系统和从SOC系统均通过输出控制模块与动力系统连接，主SOC系统对动力系统控制的优先级高于从SOC系统；

所述的动力系统采用电动机。

优选的，所述的主SOC系统通过I2C接口连接磁力计和气压计；通过SPI接口连接陀螺仪；通过DCMI接口连接室内定位镜头；通过PWM接口连接超声波探头；通过USART接口连接GPS模块和从SOC系统。

优选的，所述的动力系统包括4只电动机及其配套的螺旋桨；所述的输出控制模块采用STM32F103芯片通过PWM接口和ATmega8芯片分别与4只电动机连接，输出控制信号，驱动电机转动，使螺旋桨旋转提供升力。

优选的，所述的影像模块采用松下MN34110影像传感器；所述的影响模块采集到的图片和视频传输给数传模块；数传模块采用UDP传输协议通过RT8912 WIFI模块与地面接收系统互传数据；

一种双SOC无人机控制系统故障应急保护系统，系统运行包括以下步骤：

S1：主SOC系统运行实时操作系统，从SOC系统运行多线程非实时操作系统；主SOC系统与从SOC系统通过通讯接口通讯，传递之间状态信号；所述的主SOC系统和从SOC系统分别运行在两个不同的芯片上，电源独立分开，并通过USART接口通讯；

S2：主SOC系统和从SOC系统均通过输出控制模块与动力系统连接，检查主从SOC系统的工作状态，当主SOC系统工作状态正常时，主SOC系统优先控制动力系统；