CN113467846B - 无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法 - Google Patents
无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113467846B CN113467846B CN202110727270.2A CN202110727270A CN113467846B CN 113467846 B CN113467846 B CN 113467846B CN 202110727270 A CN202110727270 A CN 202110727270A CN 113467846 B CN113467846 B CN 113467846B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- load
- load equipment
- main control
- control computer
- equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
- G06F9/4401—Bootstrapping
- G06F9/4411—Configuring for operating with peripheral devices; Loading of device drivers
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/40—Bus structure
- G06F13/4063—Device-to-bus coupling
- G06F13/4068—Electrical coupling
- G06F13/4081—Live connection to bus, e.g. hot-plugging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Stored Programmes (AREA)
Abstract
本发明无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，所述方法包括以下步骤：S1：将载荷设备的配置信息和主控计算机接口连接信息写入配置文件；S2：所述主控计算机发现载荷设备：S3：所述主控计算机识别载荷设备：S4：所述主控计算机加载载荷设备驱动：S5：所述主控计算机对载荷设备进行读写。当异构的任务载荷接入后，硬件快速发现设备接入，上层软件根据配置文件快速识别任务载荷的具体型号，加载合适的载荷设备驱动。与现有技术相比，本发明提高了任务载荷接入与使用的效率，提高了管理多载荷驱动的效率，为进一步发展新一代的多接口、即插即用的载荷设备奠定了坚实的基础。
Description
技术领域
本发明涉及无人机载荷领域，具体涉及一种无人机异构任务载荷接入后的设备发现与即插即用实现方法。
背景技术
无人机支持在固定接口下，不同的任务载荷设备接入并使用，即无人机支持多类型接口复用，则需要有一套完整的硬件与软件支持的设备发现与识别机制，并且有软件相关的驱动支持任务载荷设备的使用。
多数无人机系统升空执行任务，需要搭载任务载荷设备。任务载荷设备一般与侦察、武器投射、通信、遥感等任务相关。无人机的设计通常围绕所应用的任务载荷设备进行，就侦察任务而言，传感器任务载荷根据不同的任务可以采取许多不同的形式，包括光电摄像机、红外摄像机、合成孔径雷达、激光测距仪等等。当无人机设计时，如任务载荷设备为合成孔径雷达，设计了一套合成孔径雷达的驱动程序，接入接口默认合成孔径雷达的串口或SDI接口，当需要无人机执行其他任务所需红外摄像机时，此无人机虽然具有相应的接口，但驱动与硬件不支持红外摄像机的接入，则需要其他无人机来执行次任务，无人机支持的载荷设备通用性不强。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种无人机异构任务载荷设备发现与即插即用的机制，使得一台无人机可以方便的更换搭载的异构的、不同型号的任务载荷设备，可使任务载荷设备方便地搭载到不同的无人机上。
本发明的技术方案为：无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，所述方法包括主控计算机；所述方法包括以下步骤：
S1：将载荷设备的配置信息写入配置文件；
S2：所述主控计算机发现载荷设备：
所述主控计算机向接口发送状态信息时，主控计算机通过读取外部载荷的状态信息，或主控计算机主动对接口轮询，检测是否有载荷设备接入，当载荷设备主动或被动的发送在状态信息，主控计算机检测到载荷设备的存在，完成主控计算机发现载荷设备；
S3：所述主控计算机识别载荷设备：
所述主控计算机根据S2中接收的载荷设备状态信息，在S1配置文件中搜寻对应的载荷配置信息，查看实际连接的载荷设备接口是否与配置文件中载荷设备接口匹配，若匹配，则系统确定所接入载荷设备的具体型号，系统中建立逻辑载荷与物理载荷设备的映射，完成主控计算机对载荷设备的识别；
S4：所述主控计算机加载载荷设备驱动：
所述主控计算机通过载荷设备发送的状态信息与配置文件中相应型号载荷对应的驱动信息，在系统的载荷设备驱动文件夹下寻找对应的驱动程序，通过载荷设备驱动程序与物理设备通信；
S5：所述主控计算机对载荷设备进行读写。
进一步地，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法中所述S1载荷配置信息包括载荷设备类型、载荷设备型号、载荷设备状态信息、载荷帧信息、载荷接口信息。接口连接信息包括相应串口对应的波特率、载荷状态信息头字节、任务所需载荷设备信息。
进一步地，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法中所述S3中查看实际连接的载荷设备接口是否与配置文件中载荷设备接口匹配时，首先匹配载荷设备类别，然后匹配载荷设备类型，最后与配置文件中对应接口的载荷设备对象的型号信息进行匹配。
进一步地，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法所述S4中若找到相匹配的载荷驱动时，更新所述逻辑载荷设备下的索引节点编号，所述索引节点编号为匹配的载荷驱动inode的索引节点，当应用程序使用系统中的所述逻辑载荷设备时，所述逻辑载荷设备通过索引节点编号，找到对应的载荷设备驱动程序。
进一步地，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法中所述载荷驱动使用动态链接库，在linux为内核的系统下，载荷驱动被编译为.so的动态链接库，主控下发给载荷设备的指令与载荷设备的上发的数据及状态通过动态链接库相应的函数处理。
进一步地，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法中所述主控计算机下发给载荷设备的指令，应用程序编译时函数未被编译进程序代码中，而应用程序执行到相关驱动程序代码，动态地申请并调用驱动程序。
进一步地，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法中所述载荷设备驱动常规的API为动态链接库的打开、飞控发送指令、解析载荷设备状态、动态链接库的关闭。
本发明的有益效果为：所述设备发现与即插即用技术，具体涉及一套硬件与软件配合的规范，当异构的任务载荷接入后，硬件快速发现设备接入，上层软件根据配置文件快速识别任务载荷的具体型号，加载合适的载荷设备驱动。与现有技术相比，本发明提高了任务载荷接入与使用的效率，提高了管理多载荷驱动的效率，为进一步发展新一代的多接口、即插即用的载荷设备奠定了坚实的基础。
附图说明
图1为无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法流程图；
图2为无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法载荷配置文件；
图3为无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法载荷驱动索引图；
图4为无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法载荷驱动通用接口。
具体实施方式
下面结合附图来进一步描述本发明的技术方案。
如图1所示，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法包括以下步骤：
S1：将载荷设备的配置信息写入配置文件。
无人机首先确定好本次飞行任务的载荷信息以及各接口连接信息，将配置信息写入到配置文件当中。
这里的载荷配置信息包括载荷设备类型、载荷设备型号、载荷设备状态信息、载荷帧信息、载荷接口信息；接口连接信息包括相应串口对应的波特率、载荷状态信息头字节、任务所需载荷设备信息。
其中载荷设备类型按照载荷执行的领域、场景、载荷所属分类；载荷设备型号提供载荷具体分类下的具体型号；载荷设备状态信息提供载荷状态解析必要信息；载荷帧信息提供主控用于确认任务载荷型号的具体信息；载荷接口信息提供SDI、同步RS422、异步RS422、CAN、1000Base-T、RapidIO、PCIe7种接口的配置信息。
配置文件如图2所示，配置文件信息采用YAML文件格式，每一个载荷设备配置为一个YAML中的对象，载荷设备对象中包含了接口信息、设备ID、状态信息、信息发送长度等信息。接口与载荷设备存在多对一或一对一的关系，配置文件中实现了虚拟接口到物理接口的映射，指定了载荷设备IO的物理端口，并指定了串口编号，如有四个异步串口，ENMUM_ASYN_422_0代表了载荷设备与无人机的IO接口为0号异步422接口，接口波特率为115200。配置文件中接口可以为SDI接口、CAN接口、异步RS422、同步RS422、以太网口等接口进行配置。配置文件指定了载荷设备接入无人机的物理接口与接口信息，当主控开机，会读取配置文件中的接口配置信息，并对物理接口进行初始化设置，提供给后续接入的载荷设备正确的物理通路。
S2：所述主控计算机发现载荷设备。
根据配置文件配置IO接口板各接口与IO板的数据转发逻辑。当有载荷设备接入IO板，所述主控计算机向接口发送状态信息时，主控计算机通过读取外部载荷的状态信息，或主控计算机主动对接口轮询，检测是否有载荷设备接入，当载荷设备主动或被动的发送在状态信息，主控计算机检测到载荷设备的存在，完成主控计算机发现载荷设备。
S3：所述主控计算机识别载荷设备。
所述主控计算机根据S2中接收的载荷设备状态信息，在S1配置文件中搜寻对应的载荷配置信息，查看实际连接的载荷设备接口是否与配置文件中载荷设备接口匹配，若匹配，则系统确定所接入载荷设备的具体型号，系统中建立逻辑载荷与物理载荷设备的映射，完成主控计算机对载荷设备的识别。
为快速匹配到合适的载荷设备配置信息，在查看实际连接的载荷设备接口是否与配置文件中载荷设备接口匹配时，首先匹配载荷设备类别，然后匹配载荷设备类型，最后与配置文件中对应接口的载荷设备对象的型号信息进行匹配。
S4：所述主控计算机加载载荷设备驱动。
所述主控计算机通过载荷设备发送的状态信息与配置文件中相应型号载荷对应的驱动信息，在系统的载荷设备驱动文件夹下寻找对应的驱动程序，通过载荷设备驱动程序与物理设备通信。
若找到相匹配的载荷驱动时，更新所述逻辑载荷设备下的索引节点编号，所述索引节点编号为匹配的载荷驱动inode的索引节点，当应用程序使用系统中的所述逻辑载荷设备时，所述逻辑载荷设备通过索引节点编号，找到对应的载荷设备驱动程序。
S5：所述主控计算机对载荷设备进行读写。
无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法中所述载荷驱动使用动态链接库，在linux为内核的系统下，载荷驱动被编译为.so的动态链接库，主控下发给载荷设备的指令与载荷设备的上发的数据及状态通过动态链接库相应的函数处理。
值得指出的是，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法中所述主控计算机下发给载荷设备的指令，应用程序编译时函数未被编译进程序代码中，而应用程序执行到相关驱动程序代码，动态地申请并调用驱动程序。后续的驱动程序改动升级，改变内部处理逻辑但不变动接口的情况下，并不影响应用程序使用此驱动程序的代码。
不同载荷设备驱动拥有不同的API，无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法中所述载荷设备驱动常规的API为动态链接库的打开、飞控发送指令、解析载荷设备状态、动态链接库的关闭。如图4所示的SAR载荷驱动API，打开SAR载荷的动态链接库API，根据之前匹配的载荷驱动的路径，得到动态链接库的句柄。飞控下发指令的API，根据前面得到的动态链接库的句柄和设计好的指令数据接口，向载荷设备下发指令。解析状态API，传入应该状态结构体，将解析后的状态保存在结构体中。关闭SAR载荷的动态链接库API，释放得到的SAR载荷驱动的动态链接库的句柄。
本实施例中的主控发现设备具有读取配置文件，根据载荷配置文件信息配置各接口的功能；具有当载荷设备接入，根据载荷配置文件确定有载荷设备接入，并确定载荷具体型号的功能；具有读取载荷配置文件载荷状态信息，分析当前任务载荷发送的状态信息并进行相应的载荷设备初始化的功能；具有一种将任务驱动载荷编译成动态库，将可能适配的载荷设备的驱动都分类存储的功能；具有在主控确定接入任务载荷型号后，动态地搜索与加载相应载荷驱动的功能；具有一定通用接口，方便打开驱动、获取载荷状态、下发主控指令的功能。
Claims (7)
1.无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，其特征在于：所述方法包括主控计算机；所述方法包括以下步骤：
S1：将载荷设备的配置信息和主控计算机接口连接信息写入配置文件；
S2：所述主控计算机发现载荷设备：
所述主控计算机向接口发送状态信息时，主控计算机通过读取外部载荷的状态信息，或主控计算机主动对接口轮询，检测是否有载荷设备接入，当载荷设备主动或被动的发送在状态信息，主控计算机检测到载荷设备的存在，完成主控计算机发现载荷设备；
S3：所述主控计算机识别载荷设备：
所述主控计算机根据S2中接收的载荷设备状态信息，在S1配置文件中搜寻对应的载荷配置信息，查看实际连接的载荷设备接口是否与配置文件中载荷设备接口匹配，若匹配，则系统确定所接入载荷设备的具体型号，系统中建立逻辑载荷与物理载荷设备的映射，完成主控计算机对载荷设备的识别；
S4：所述主控计算机加载载荷设备驱动：
所述主控计算机通过载荷设备发送的状态信息与配置文件中相应型号载荷对应的驱动信息，在系统的载荷设备驱动文件夹下寻找对应的驱动程序，通过载荷设备驱动程序与物理设备通信；
若找到相匹配的载荷驱动时，更新所述逻辑载荷设备下的索引节点编号，所述索引节点编号为匹配的载荷驱动inode的索引节点，当应用程序使用系统中的所述逻辑载荷设备时，所述逻辑载荷设备通过索引节点编号，找到对应的载荷设备驱动程序；
S5：所述主控计算机对载荷设备进行读写。
2.根据权利要求1所述的无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，其特征在于：所述S1中载荷配置信息包括载荷设备类型、载荷设备型号、载荷设备状态信息、载荷帧信息、载荷接口信息。
3.根据权利要求1所述的无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，其特征在于：所述S1接口连接信息包括相应串口对应的波特率、载荷状态信息头字节、任务所需载荷设备信息。
4.根据权利要求1所述的无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，其特征在于：所述S3中查看实际连接的载荷设备接口是否与配置文件中载荷设备接口匹配时，首先匹配载荷设备类别，然后匹配载荷设备类型，最后与配置文件中对应接口的载荷设备对象的型号信息进行匹配。
5.根据权利要求1所述的无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，其特征在于：所述载荷驱动使用动态链接库，在linux为内核的系统下，载荷驱动被编译为.so的动态链接库，主控下发给载荷设备的指令与载荷设备的上发的数据及状态通过动态链接库相应的函数处理。
6.根据权利要求1所述的无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，其特征在于：所述主控计算机下发给载荷设备的指令，应用程序编译时函数未被编译进程序代码中，而应用程序执行到相关驱动程序代码，动态地申请并调用驱动程序。
7.根据权利要求1所述的无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法，其特征在于：所述载荷设备驱动常规的API为动态链接库的打开、飞控发送指令、解析载荷设备状态、动态链接库的关闭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110727270.2A CN113467846B (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110727270.2A CN113467846B (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113467846A CN113467846A (zh) | 2021-10-01 |
| CN113467846B true CN113467846B (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=77873684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110727270.2A Expired - Fee Related CN113467846B (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113467846B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6665594B1 (en) * | 2001-12-13 | 2003-12-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Plug and play modular mission payloads |
| US6873886B1 (en) * | 2002-11-27 | 2005-03-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Modular mission payload control software |
| CN1609829A (zh) * | 2003-10-24 | 2005-04-27 | 英业达股份有限公司 | Linux操作系统下对USB设备即插即用的方法 |
| WO2014178751A1 (ru) * | 2013-04-29 | 2014-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Спутниковые инновационные космические системы" | Бортовой комплекс управления малым космическим аппаратом с открытой архитектурой и использованием технологий plug-and-play |
| CN105519266B (zh) * | 2012-11-16 | 2015-05-20 | 西北工业大学 | 空间多任务载荷系统的地面集成试验装置及方法 |
| CN105468558A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-04-06 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种实现传统星载设备、载荷即插即用的方法 |
| CN110764521A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-07 | 中国航空无线电电子研究所 | 面向多无人机的地面站任务飞行一体化监控系统及方法 |
-
2021
- 2021-06-29 CN CN202110727270.2A patent/CN113467846B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6665594B1 (en) * | 2001-12-13 | 2003-12-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Plug and play modular mission payloads |
| US6873886B1 (en) * | 2002-11-27 | 2005-03-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Modular mission payload control software |
| CN1609829A (zh) * | 2003-10-24 | 2005-04-27 | 英业达股份有限公司 | Linux操作系统下对USB设备即插即用的方法 |
| CN105519266B (zh) * | 2012-11-16 | 2015-05-20 | 西北工业大学 | 空间多任务载荷系统的地面集成试验装置及方法 |
| WO2014178751A1 (ru) * | 2013-04-29 | 2014-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Спутниковые инновационные космические системы" | Бортовой комплекс управления малым космическим аппаратом с открытой архитектурой и использованием технологий plug-and-play |
| CN105468558A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-04-06 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种实现传统星载设备、载荷即插即用的方法 |
| CN110764521A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-07 | 中国航空无线电电子研究所 | 面向多无人机的地面站任务飞行一体化监控系统及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Smart Sensor Protocol - a new standard for UAV and payload integration;Rayner M. Pires;《IEEE》;20141231;全文 * |
| 基于"即插即用"技术的无人机机载;谭雁英;《弹箭与制导学报》;20070815;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113467846A (zh) | 2021-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7418317B2 (en) | System and method for controlling and communicating with a vehicle | |
| US9626876B2 (en) | Integrating a new subsystem with an existing computing architecture | |
| US6873886B1 (en) | Modular mission payload control software | |
| US20200310694A1 (en) | Computational storage and networked based system | |
| US10467015B2 (en) | Method for out of band device configuration deployment and system therefor | |
| JP2017518585A (ja) | 複数のミックスドシグナルのリソース管理のための制御モジュール | |
| US20020059467A1 (en) | Object oriented framework architecture for sensing and/or control environments | |
| US11893412B2 (en) | Device initialization by an access-restricted virtual machine | |
| US11836475B2 (en) | Electronic control unit, software update method, software update program product and electronic control system | |
| KR20070001974A (ko) | 군용 데이터 링크 통합 장치 및 방법 | |
| CN113642243A (zh) | 多机器人的深度强化学习系统、训练方法、设备及介质 | |
| EP2743830A1 (en) | Flexible data communication among partitions in integrated modular avionics | |
| US20130030568A1 (en) | Robot system control method and a device therefor | |
| CN113467846B (zh) | 无人机异构任务载荷设备即插即用实现方法 | |
| EP1935576A1 (en) | An industrial robot system | |
| US20190286489A1 (en) | Method, apparatus, and system for multiple modules scheduling | |
| US20190370214A1 (en) | Server message block remote direct memory access persistent memory dialect | |
| US10691113B1 (en) | Robotic process control system | |
| US10922110B2 (en) | Method for storing data in a virtualized storage system | |
| CN113010470A (zh) | 边缘节点远程控制系统、方法、设备及存储介质 | |
| US20220300445A1 (en) | Electronic Control Unit, Vehicle Comprising the Electronic Control Unit and Computer-Implemented Method | |
| EP1492028B1 (en) | Access to shared disk device on storage area network | |
| CN113705097A (zh) | 一种车辆模型的构建方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| US10635625B2 (en) | Plug connector component, plug connector, plug connector system and method for assembling and operating a plug connector | |
| CN109933375B (zh) | 一种基于VxWorks653和NFS over FC的远程启动方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20221108 |