NuttX飛控系統
程序設計思路，首先我們不管里面操作系統是怎么樣實現。在這個系統中我們學會用API就行了。
主處理器運行NuttX實時操作系統，所有功能都通過任務進程實現[4]。主要的進程有傳感器數據采集、姿態估算、姿態控制、飛行器狀態識別與切換、協處理器控制、日志記錄。進程間進行通信是程序結構的重要部分。 也就是說在飛機中就有幾個主要進程控制飛機。每個進程負責些什么呢。
如圖3所示，
傳感器數據采集進程： 采集的所有傳感器數據。
姿態估計進程： 利用傳感器數據估算出飛行器當前姿態。
協處理器通信進程： 獲取遙控數據。
狀態識別進程： 結合傳感器數據、飛行器姿態和遙控數據識別出飛行器當前模式。
姿態控制進程： 通過飛行器姿態、遙控數據、飛行器模式計算出當前所需的PID控制量並推送至uORB。
協處理器通信進程 ：再將訂閱的PID控制量通過高速串口發送至協處理器。
多個進程進行通信:
uORB 訂閱主題 ，發布主題。
協處理器和主處理器的關系：
主處理器通信部分采用DMA方式直接填充至PWM匹配輸出寄存器，最大程度地減小CPU的干預。失聯識別在定時器20 ms中斷中實現，每次進中斷會讀取DMA傳輸計數器的值並記錄，再與上次的記錄值進行比較，如果兩個值不相等，則說明數據連接正常；相反，如果連接斷開，兩個值將會相等，據此實時地判斷出連接的通斷狀態。主循環中只需要判斷通斷標志位，如果檢測到連接斷開，協處理器則會啟用失效保護功能：通過SPI總線讀取MPU6000芯片的加速度和角速度數據，利用四元數姿態融合算法[8]得到姿態信息，轉換成歐拉角之后，再用PID控制器保持飛行器的水平姿態，直到與主處理器的連接恢復正常，再將電機控制權交還給主處理器。用歐拉角表示剛體姿態方便幾何推導，但是存在萬向節死鎖，即當剛體的3個萬向節中兩個的軸發生重合時，會出現失去一個自由度的情況。四元數法則不存在這個問題，並且運算步驟也相對簡單，適合在本文控制系統的協處理器中運用
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