飞控教程&基于模型的开发(across)

2023-05-16

摘自:https://mp.weixin.qq.com/s/SESLziI-qk_UYLX56Upl9A

飞控教程&基于模型的开发

原创 across超越者 across说 7月28日

ACROSS说

 

飞控教程&基于模型的开发

相关人员使用必备

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背景介绍

随着硬件和存储器的价格日益降低,嵌入式控制系统的应用领域将更加广阔。同时,开发系统的规模、软件比重、复杂性不断增加,系统的安全性、实时性、可操作性、特定功能等要求也越来越高。为了迎接这些挑战,必须找到一种速度更快、效率更高的开发产品的方法, 此时基于模型的设计应运而生。

基于模型的设计为工程师们提供了一种通用的开发与测试平台,使具有不同工程背景的工程师之间建立起更好的联系,使开发具有高集成度的复杂系统成为可能。传统的开发流程中,不同的部门负责不同的流程,不同部门间的交流通过文档规范容易引起二义性。各组之间的传递错误将会影响到整个开发项目的设计进度,并且测试部分只能在整个设计完成后进行,若出现问题还需要对问题的所在进行较长时间的分析、确认。如果问题出现在设计的开始阶段,那整个设计的修改将是巨大的,将给设计成本、设计周期带来很大的负面影响。而基于模型的设计中,通过建立各种系统模型完整地呈现了系统设计要求,帮助不同专业的工程师一起高效工作,并可在设计过程的不同阶段进行交流;在设计的各个环节都能进行测试, 发现并校正错误,这将最大限度地降低整个系统的最终测试产生错误的可能,从而使设计流程实现了最佳的优化。

与算法的 C/C++ 语言实现相比,人工编写算法的硬件描述语言不是一件易事。代码的自动生成作为基于模型设计的重要组成部分,有效地避免了人工编写代码可能产生的错误,降低了开发难度。无论是在军用还是民用领域,人们对无人机的功能、实时性、可靠性等方面要求越来越高,进而也就对无人机的飞控系统提出了更高的要求。结合基于模型设计的系统软件开发方法的众多优点和当前对无人机飞控系统软件开发的更高要求,迎合嵌入式控制系统的发展趋势,对基于模型设计的飞控系统软件开发方法进行研究成为迫切需要。

课程介绍

随着无人机行业的迅猛发展,作为核心部件的飞行控制系统技术也日异月新。由于飞行器的特殊性,事故危害性大,所以,一个稳定可靠的飞行控制系统必不可少。

作为飞控的开发人员,需要对飞控系统进行全方面的掌握,包括飞行器的设计、建模、状态估计、导航制导与控制等等,因此对研发人员的业务水平提出了很高的要求。

而对于很多刚刚入行的年轻人来说,如何准确迅速的掌握这门技术就显得尤为重要。现实中,大部分的从业人员要么就是偏向计算机的软件行业出身,要么就是偏向导航/控制/视觉的算法方向出身,双方各自偏科严重。而理论与工程应用之间的平衡又很难把控,相关技术迭代过快,导致理论教材容易与现实脱节。举例来说,理论和仿真都非常优秀的控制算法,应用在飞行器上,可能没有体现出应有的效果。而飞控作为核心部件,飞行器的故障分析与解决与其密切相关,大多数人不会解决问题。

以上的种种问题,使得初学者很容易陷入迷茫之中,学,而不得其法。

为解决上述飞控研发人员的困境,我们基于parrot飞行器硬件平台,以matlab/simulink为软件开发工具,全面覆盖系统的讲解飞控系统的研发内容,尤其是导航控制以及视觉里程计算法方面。

 

 

选择该平台的原因

01

硬件平台的价格亲民;

02

matlab/simulink软件开发工具是常用的研发工具,不存在开发工具的特殊性;

03

完整的飞行器产品,可模拟出实际开发过程中遇到的大部分工况;

 

基于模型的开发

基于模型的设计方法目前在汽车领域已经广泛使用,而在飞控系统开发中,未来的开发方法必会转向于此。

它的优势

可以在matlab/simulink平台上,基于搭建的模型,进行仿真测试,当仿真结果验证完成后,通过自动代码生成技术,烧录到飞行器的控制器中,进行实机测试,从而大大加快了软件和算法的开发效率。反过来,通过学习已有的支持包,我们也可以迅速掌握该项技术的流程与细节,这样,在我们自己工作中就可以借鉴,提升自己的工作能力。

课程安排

Day1(上午,3h)

课程主题:无人机软件及算法基础知识

1)飞行器的基本组成部分及其功能介绍;

2)飞行原理,引申出控制器的设计架构;

3) 飞控算法的组成,包含状态估计、控制,以及这些算法的设计目标等等;

4) 飞控软件的架构设计,以一个完整的飞控产品为例,包含哪些任务,以及其功能;

5) 状态估计算法的专题讲解:

a) 传感器;

b) 估计算法:互补与卡尔曼;

c) 姿态估计与位置估计原理;

6) PID控制算法讲解;

 

Day1(下午,3-4h)

课程主题:matlab/simulink基础以及parrot support package讲解

1) matlab快速入门;

2) simulink快速入门;

3) matlab/simulink parrot support package实机演示;

4) matlab/simulink parrot模型框架介绍:无人机的模型组成、状态估计器模型组成、控制算法模型、飞控软件业务逻辑运行流程等;

 

Day2(上午,3h)

课程主题:重点算法库讲解

1) 传感器数据融合库讲解;

2) 传感器建模分析:IMU、GPS;

3) 组合导航讲解:姿态、位置、坐标系统;

4) 航姿参考系统(AHRS)建模仿真案例讲解;

5) 视觉惯性里程计(VIO)建模仿真案例讲解;

 

Day2(下午,3-4h)

课程主题:基于模型的快速开发方法讲解

1) matlab coder快速入门;

2) simulink coder 快速入门;

3)Embeded coder Support Package for ARMCortex-M Processors介绍;

4)算法实战流程实例讲解:

5) 基于现有的组合导航模块硬件(stm32 F4),完整讲解算法开发的流程,包含:

a)  simulink原始数据读取以及实时分析;

b) 互补滤波算法实例演示;

c) 新开发的EKF算法实例讲解;

d) 参数调试讲解;

e) 性能分析讲解;

讲师介绍

across:具有多年旋翼无人机飞行控制系统研发经验,在多家无人机企业进行研发工作,主要参与研发了多款消费级无人机飞控以及工业级飞控。对飞控系统的软件、算法具有较深的认识。自媒体知乎专栏“飞控那些事儿”以及微信公众号“across说”的作者。

 

maxwell博士:具有十年以上无人机、机器人及无人驾驶飞艇的导航控制系统研发工作经验,擅长基于模型的导航控制系统设计开发、半实物仿真系统设计、组合导航及飞行控制系统设计开发,先后就职过中国航天、航空工业及大型无人机公司,主要负责无人机飞行控制系统的研发设计工作、机器人/重型车辆的导航控制系统的研发设计工作以及半实物仿真实验室的建设工作等,精通Matlab/Simulink、C/C++、Python等程序设计语言。

适合人群

l  无人机行业的飞控研发工程师;

l  导航/控制算法工程师;

l  高校的相关研究方向的学生;

不适合人群

l  想学习开源飞控的二次开发;

l  想学习嵌入式驱动编程的;

l  想学习有关飞行器的slam、路径规划等高级应用知识的(本课程聚焦于飞控系统本身);

授课时间

具体的授课时间:根据学员的报名情况决定,暂定在8月。

授课地点:拟定在南京,具体上课地点,会在学员群里提前通知。

我们的优势

1) 我们认为目前市面上的各个培训课程都很不错,针对各自的授课领域,都有其特色。而作为across工作室,本次课程我们聚焦于飞行控制系统本身的研发内容,并从工程实际角度进行深入的讲解,而非现有飞控的二次开发课程,帮助学员更加深入的了解飞控本身;

2) 授课讲师为业内一线工作人员,授课内容紧贴当前行业级开发的问题点,课程质量是经过精心把控的。同时,在课程之余,还可以针对学员的具体问题进行解答。

3) across工作室推出了两款线上课程以及公众号的技术文章自媒体运营,都获得了学员的一致好评。

购买说明

本次线下课程,作为across工作室的第一次尝试,因此暂时还不能开发票,需要开票的,可以等后期正式的线下课程;

由于第一次组织线下课程,为保证授课质量,本次线下课程只接收5名学员,进行小班授课,这样可以及时的调整课程内容,更贴合学员需求。同时,本次线下课程,也会免费进行业务指导。

课程价格

本课程学员限定5名,价格是先报名的优惠越多,价格顺序如下:

2850,2950,3000,3050,3150。

付款方式

为避免报名后,人员实际未到场的情况,因此报名成功后,需支付100元押金,在正式开课前,进行剩余金额的全款支付,支付完成后,课程正式开始。

报名方法

扫描下方二维码,添加微信,进行微信报名。

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