【嵌入式】【树莓派】【大疆PSDK】用树莓派4B开发大疆行业无人机应用系统小结-【硬件篇】

近期在开发行业无人机应用软件,服务器下发飞行控制命令如航线任务,通过蜂窝移动网络或卫星通信网络传输到无人机机载嵌入式系统,该系统处理任务消息并通过无人机飞控硬件与软件接口,与无人机飞控交互,同时机载嵌入式系统收集无人机状态数据,上传到服务器给平台软件处理分析。本文以大疆行业无人机M350-RTK为例,使用M350-RTK的E-Port接口、PSDK等软硬件接口,树莓派4B做原型,实现了上述嵌入式软硬件系统。本文介绍硬件系统。

DJI PSDK 硬件接口

DJI针对不同的行业机型和设备类型,主要有E-Port、E-Port V2、SkyPort V2、SkyPort V3等,适配机型见参考:
https://developer.dji.com/doc/payload-sdk-tutorial/cn/model-instruction/choose-hardware-platform.html

用DJI 开发套件搭建硬件系统

参考:https://developer.dji.com/doc/payload-sdk-tutorial/cn/payload-quick-start/drone-port.html

E-port接口的硬件接线,M350-RTK无人机与开发者套件的连接示意图,

M350-RTK无人机硬件与开发者硬件的连接
实物图,注意同轴线的接头区分AB面。
在这里插入图片描述
E-port转接板与树莓派4B连接示意图
在这里插入图片描述
实际硬件连接,用远程登录树莓派开发,所以去除HDMI连接线,去除USB双头公头的线,用电脑USB接口为给树莓派供电。
在这里插入图片描述
注意,E-port上的串口通过USB转TTL模块连接到树莓派的USB口,也可以直接与树莓派的串口连接。
下一篇,正在准备介绍下软件开发环境的搭建。

树莓派4B上使用大疆PSDK(Payload SDK)进行开发,主要涉及硬件连接、环境配置、SDK部署以及功能实现等多个方面。以下是一个详细的开发指南: ### 硬件连接方案 树莓派4B与大疆M300 RTK无人机之间的通信可以通过串口(UART)或USB接口实现。推荐使用串口连接,因为其稳定性和低延迟特性更适合实时控制场景。具体连接方式如下: - **串口连接**:将树莓派的TXD、RXD引脚分别连接PSDK模块的RXD、TXD引脚,同时确保GND引脚连接以实现电平参考。 - **电源供应**:树莓派4B可以通过M300 RTK的电源管理模块获取电力,也可以使用独立的电池供电,以避免电流波动影响无人机飞行稳定性[^1]。 ### 系统与环境配置 树莓派4B推荐使用基于Debian的Raspberry Pi OS系统。开发环境配置步骤如下: 1. **安装操作系统**:使用Raspberry Pi Imager工具将最新版Raspberry Pi OS写入SD卡。 2. **启用串口通信**:通过`raspi-config`工具启用串口,并禁用串口控制台,以释放串口供PSDK使用。 3. **安装依赖库**:安装必要的开发工具和库,例如`gcc`、`g++`、`cmake`、`libusb-1.0-0-dev`等。 4. **配置PSDK开发环境**:从大疆官方下载PSDK SDK,并按照文档说明编译安装SDK库文件。 ### PSDK SDK部署与开发 PSDK SDK提供了一套完整的API接口,用于实现与无人机的通信及控制。开发流程主要包括: 1. **初始化PSDK模块**:调用SDK中的初始化函数,配置通信参数(如波特率、数据位、停止位等)。 2. **注册回调函数**:为数据接收、状态更新等事件注册回调函数,以便实时处理无人机发送的数据。 3. **实现控制逻辑**:根据需求编写控制逻辑代码,例如相机控制、任务调度等。 4. **调试与优化**:使用日志输出、调试工具等手段排查问题,并对通信效率和控制精度进行优化。 ### 示例代码 以下是一个简单的PSDK初始化示例代码,用于展示如何在树莓派4B上启动PSDK模块: ```c #include "psdk_platform.h" #include "psdk_core.h" int main() { PSDK_INIT_CONFIG initConfig = { .portType = PSDK_PORT_TYPE_UART, .uartConfig = { .portName = "/dev/ttyAMA0", .baudRate = 921600, .dataBits = 8, .stopBits = 1, .parity = PSDK_PARITY_NONE } }; if (PsdkCore_Init(&initConfig) != PSDK_RETURN_CODE_OK) { printf("Failed to initialize PSDK core.\n"); return -1; } printf("PSDK core initialized successfully.\n"); while (1) { // 主循环中处理PSDK事件 PsdkCore_Process(); } return 0; } ``` ### 调试与测试 在实际开发过程中,可以使用串口调试助手(如`minicom`或`screen`)来查看PSDK模块与无人机之间的通信数据。此外,还可以通过编写日志记录模块,将关键信息输出到文件或控制台,便于后续分析。 ### 注意事项 - 在进行硬件连接时,务必确认引脚定义,避免因接线错误导致设备损坏。 - 开发过程中应保持SDK版本与无人机固件版本兼容,以确保功能正常。 - 对于复杂的控制逻辑,建议采用模块化设计,提高代码可读性和可维护性。
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