急难先锋2014 2012-d01.eft文件用什么打开解压的时候这个文件损坏了，能度盘一个给我吗
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时间：2016-05-08 01:48
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4ed5d7608917_b.jpg& data-rawwidth=&1110& data-rawheight=&642& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1110& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-4ed5d7608917_r.jpg&&&/figure&原始回答已收录至知乎圆桌，链接：&a href=&https://www.zhihu.com/question//answer/& class=&internal&&如何能够较好掌握飞控系统设计？有没有比较好的书籍推荐？ - Top Liu 的回答 - 知乎&/a&&br&-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&p&进行修改补充&/p&&p&-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&br&&br&首先须明确飞控系统设计是一项艰巨的任务，图1给出了目前飞行控制系统设计与验证的详细流程。&/p&&p&其核心基础为：1.控制律设计 2.系统架构设计 3.嵌入式软硬件开发&/p&&p&另外，未来对无人机的自主能力要求会越来越高。在自主控制的框架内，飞控系统担负的任务也越来越多，如图2。已经从单纯的控制扩展到感知，规划，决策，控制等诸多领域，已成为无人机绝对的核心。&/p&&p&在未来无人机设计中，飞机设计将越来越弱，机器人设计将越来越强。&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-aa7510e86faf8ed24ea645bf_b.jpg& data-rawwidth=&2271& data-rawheight=&1280& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2271& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-aa7510e86faf8ed24ea645bf_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-5eb5cf67b0e4badb1230a_b.jpg& data-rawwidth=&2271& data-rawheight=&1280& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2271& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-5eb5cf67b0e4badb1230a_r.jpg&&&/figure&&br&飞行控制系统控制律设计人员需要掌握许多领域的知识，例如控制理论，控制系统结构，空气动力学、飞行动力学、航空和气动伺服弹性、飞机载荷、质量和平衡、仿真和建模方法。面对现代复杂的飞行控制系统，控制律设计的真正问题之一就是更快更早地掌握所需的知识。对于控制律设计人员而言，没有可以借鉴的设计手册，也缺乏合适的设计原则。技能的获取主要来自于实践，在有限的几个新项目和时间的流逝之间，的确存在着组合,经验的获取问题。所以，经验的总结是重要的，但有时也容易被忽略掉的。～刘林《最佳实践知识库》&/p&&p&搞理论是一方面，既然是“设计”，那就是要针对具体的工程实践。我们有太多只会“设计”的人，搞理论是没的说，但他的设计离开电脑后能否run起来？自己也不确定。所以 学习-&设计-&实践-&总结问题-&再设计 这样的一个闭环还是要有的。多总结自己的经验，也要多观察别人，毕竟总结别人的经验成本相对更低，然后组合自己和别人的经验，加上理论分析，加点创新设计，就会做的更好。&/p&&p&设计飞控系统软件时，就不仅仅是让飞机飞起来那么简单了，也就是说软件模块除了基本要素外，还需有其他扩展，如下图。推荐&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/p/?from=groupmessage& class=&internal&&知乎专栏&/a&的一篇文章：浅谈飞控的软件设计，针对一些软件、算法部分进行讨论。&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-7a5ca69fc18c61c97554_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&&p&--------------------------------------------------------&br&&i&下面开始入门图书推荐，好书在于精，不在多。&/i&&/p&&p&--------------------------------------------------------&br&1.固定翼无人机推荐《Small Unmanned Aircraft Theory and Practice》&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//press.princeton.edu/titles/9632.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Beard, R.W. and McLain, T.W.: Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice. (eBook and Hardcover)&/a&&br&涵盖了从底层的增稳控制、状态估计，到上层的航路规划、视觉控制。最赞的是每一章都配有相应的matlab仿真程序，一步步做下来，最终将会实现一个功能强大的无人机程序。ps：中文版已经有人在翻译了。&/p&&p&链接：&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//pan.baidu.com/s/1pLTPn9D& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&pan.baidu.com/s/1pLTPn9&/span&&span class=&invisible&&D&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a& 密码：hm31&br&&br&2.多旋翼设计推荐北航全权教授的课程《多旋翼无人机设计与控制》课件下载地址：&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//rfly.buaa.edu.cn/course/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Reliable Flight Control Group&/a&&br&全老师也写了一本书，《多旋翼无人机设计与控制》，不过应该是英文版的，近期会出版，我个人非常期待。&br&&br&3.控制工程实践推荐《控制系统设计指南》，很多控制理论学得很好的学生，工作后却发现调好一个最简单的PID都很困难。这本书从工程需要出发来讲述控制理论，介绍了很多设计、建模、构建、调试、以及故障排除的使用方法。当在设计与调试实践中遇到问题时，值得翻一番。&/p&&p&&br&4.论文、公开课等&br&另外，我收集整理了一些多旋翼方面的资料，可以看这里&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//wiki.exbot.net/Drone& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Drone - ExbotWiki&/a&&/p&&p&注：论文的最新下载链接看这里&br&&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//pan.baidu.com/s/1bPoqui& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&pan.baidu.com/s/1bPoqui&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&br&&br&5. 开源代码&br&开源项目也有很多了，结构好一点的推荐px4&br&功能多一些的推荐arduipilot&/p&&p&&br&6 实践&br&&/p&&p&说到最后，即便是玩最便宜的多旋翼，还是需要一点小钱的。&br&继续补充一段《最佳实践知识库》&br&==???==&br&
(2) 由于历史的原因，通常设计不是从零开始，而是在已有的设计基础上进行的。这就意味着某些设计可能会继承已有设计的缺陷，会在已有基础上增加新的内容和功能，也会继承一些重大问题的解决方法，这些系统可能会变得非常复杂，以至于几乎无人能够全面了解系统的全部功能。&br&
(3） 在某些情况下，无法将设计需求转换为较好的量化指标，那么FCS 设计成败主要取决于控制律设计者个人的经验和枝巧，以及对于控制律设计作为飞行控制系统的一个完整部分所固有的软件和硬件方面的限制条件的洞察能力。因此，真正的设计需求或许只可能存在于经验丰富的设计者的头脑中，这些设计者能够正确地理解可用的信息，并能对可能失去的东西做出合理的判断。&br&
(4) 设计周期往往非常漫长，任何一个设计者在其设计生涯中可能只能接触到个别设计案例，因此有一部分经验是来自其他人。&/p&
原始回答已收录至知乎圆桌，链接： -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2016.12.…
&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-18cb9f97ac7f759a128b789b681c534f_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&610& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-18cb9f97ac7f759a128b789b681c534f_r.jpg&&&/figure&&p&很多朋友经常问ROS1.0（下文简称ROS）和ROS2.0我到底该学习/使用哪个呢？&/p&&p&&i&（声明：欢迎拍砖讨论，但若是因此对您的项目或产品造成了损失，本人不负任何责任！&/i&&b&）&/b&&/p&&p&我先给出个人的观点，再说明其中原因。&/p&&br&&p&&b&&u&对于大众学习者、普通开发者、机器人算法开发者，在2017年仍推荐使用ROS，至于以后，要看形势再作评估。&/u&&/b&&/p&&p&&b&&u&对于软件架构的学习者、强调实时性的开发者，推荐ROS2.0。&/u&&/b&&/p&&br&&p&原因：&/p&&p&ROS 1.0历经10年的发展，已经积累了非常非常丰富且稳定的功能包集、各类工具和完备的教程。在未来即便是ROS2.0大行其道，仍会有机制保证ROS 2.0代码与现有ROS代码共存。例如，ROS仍然还可以通过message bridges等方式与ROS2.0一起工作。&/p&&br&&p&ROS 2.0未来将成为机器人应用程序开发的终极SDK。相比于ROS1.0，它使用更先进的分布式架构，更高的可靠性，以及对实时性和嵌入式设备的支持。最大的不同在于采用了数据分发服务(DDS)技术，DDS适用于实时分布式嵌入式系统。2016年有一篇会议论文。Exploring the
performance of ROS2。 分析了ROS2.0的性能。详细内容可看原文：链接：&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//pan.baidu.com/s/1jHITCXK& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&pan.baidu.com/s/1jHITCX&/span&&span class=&invisible&&K&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a& 密码：f0ih&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-b6efed79a209baac1102_b.jpg& data-rawwidth=&633& data-rawheight=&336& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&633& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-b6efed79a209baac1102_r.jpg&&&/figure&&i&（图片来源：&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Data_Distribution_Service& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Data Distribution Service&/a&）&/i&&br&&p&但2.0的进展并不是一帆风顺，目前仍是Alpha版本，计划在2016-12推出Beta 1 (circa)(ROS, 2016)。除非您是尖端的架构开发者，如果只是作为使用者，那不妨保持关注，等坑填平了再来趟这条路。另外，目前除了官网(ROS2, 2016)和Erle(Erle, 2016)目前还没见有其他的教程。&/p&&br&&br&&p&&b&&i&那为什么会出现&/i&&/b&&b&&i&ROS 2.0 ?&/i&&/b&&/p&&br&&p&Gerkey在《为什么ROS 2.0 ?》(Gerkey, 2016)做了详尽的回答。归结起来，分为三个原因：1.历史原因2. 出现了新的需求3.出现了新的技术。&/p&&br&
1.设计时的“”没想到&p&ROS始于2007年11月，最早是“柳树车库”用于PR2机器人的开发。同时希望ROS能用于其他机器人。为了便于多研究所合作，避免重复造轮子，所以柳树车库花费大量精力定义了抽象级别(通常是通过消息的接口)，允许软件重用。&/p&&p&其解决思路是：&br&1、 让多个程序分别完成特定任务， 能够相互通信， 并且定义好常用的格式让大家使用&br&基于面向服务 Service-oriented&br&2、 ROS 提供构建环境，让大家能够较容易的使用他人的工作， 容易交换代码
&br&&/p&&p&&i&（在这里引用邵天兰观点：由于ROS设计于2007年，介于当时的现状（虽然当时很先进了），（但今天看来）其设计思想和工具都比较古旧，例如XmlRpc，就很渣。所以今天千万不要把ROS当做学习架构设计的典范）&/i&&/p&&p&按照当时以及能够想到的机器人现状，ROS主要设计指向是：&/p&&p&·
单个机器人;&/p&&p&·
板载工作站级别的计算资源;&/p&&p&·
没有实时性需求;&/p&&p&·
理想的网络连接;&/p&&p&·
应用于学术研究;&/p&&p&·
强调最大的灵活性，没有过多的约定或者禁止。&/p&&p&然而，结果却是万万没想到….&/p&&p&第一个没想到……&/p&&p&ROS设计初衷是用于家用服务机器人，然而出乎意料的是：ROS被应用于各式各样的机器人：轮式机器人、腿式机器人、工业手臂、室外无人车辆、自动驾驶汽车、飞行器、无人艇……&/p&&p&第二个没想到……&/p&&p&ROS设计初衷是用于学术研究，然而出乎意料的是：大量基于ROS的产品进入市场，包括制造业机器人、农业机器人、商业清洁机器人，甚至NASA将运行ROS的Robonaut 2部署到国际空间站。&/p&&p&随着应用场景的扩大，导致产生了一系列新的需求。&/p&
2.新的需求&p&以下是ROS目前感觉蛋疼的领域，也是ROS2.0意图解决的问题。&/p&&p&·
多个机器人组成的集群； ROS的单master结构就蛋疼了。&/p&&p&·
小型嵌入式平台，甚至“裸奔”的微控制器；依赖于Ubuntu的ROS太重了。&/p&&p&·
实时系统：包括进程间和跨机器通信，ROS做不到。&/p&&p&·
非理想的网络；ROS延迟很大，甚至断网再连接时会挂。&/p&&p&·
生产制造等环境：ROS可靠性还不够。&/p&&p&·
为一些新特性，如部署的生命周期管理和静态配置，提供清晰的模式和支持工具。&/p&&br&
3.新的技术&p&ROS的核心是匿名发布-订阅中间件系统，从2007年开始，在ROS这些相关领域产生了一些更新、更好、值得借鉴使用的技术，如：&/p&&ul&&li&Z&/li&&li&Protocol B&/li&&li&ZeroMQ (and the other
MQs);&/li&&li&R&/li&&li&WebS and&/li&&li&DDS (Data Distribution
Service)&/li&&/ul&&p&先总结到这，下次接着整理下ROS2.0的设计特点。&/p&&br&&br&&br&&p&&b&补充资料&/b&&/p&&p&下面是ROS2.0历次会议介绍的ppt (Github, 2016)&/p&&br&ROS 2 Update - summary of alpha releases, architectural overviewROSCon 2016 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2016/presentations/ROSCon%0-%2520ROS%Update.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&Evaluating the resilience of ROS2 communication layerROSCon 2016 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2016/presentations/rafal.kozik-ros2evaluation.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&State of ROS 2 - demos and the technology behindROSCon 2015 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2015/presentations/state-of-ros2.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&ROS 2 on &small& embedded systemsROSCon 2015 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2015/presentations/ros2_on_small_embedded_systems.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&Real-time control in ROS and ROS 2.0ROSCon 2015 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2015/presentations/RealtimeROS2.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&Why you want to use ROS 2ROSCon 2014 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.osrfoundation.org/wordpress2/wp-content/uploads/2015/04/ROSCON-2014-Why-you-want-to-use-ROS-2.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&Next-generation ROS: Building on DDSROSCon 2014 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2014/wp-content/uploads/2014/07/ROSCON-2014-Next-Generation-of-ROS-on-top-of-DDS.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&&br&&br&&p&&b&参考文献：&/b&&/p&&p&Erle. (2016). ROBOT OPERATING SYTEM 2.0 TUTORIALS (ROS
2.0). Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//erlerobotics.com/blog/robot-operating-sytem-2-0-tutorials-ros-2-0/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&erlerobotics.com/blog/r&/span&&span class=&invisible&&obot-operating-sytem-2-0-tutorials-ros-2-0/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&Gerkey, B. (2016). Why ROS 2.0? Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//design.ros2.org/articles/why_ros2.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Why ROS 2.0?&/a&&/p&&p&Github. (2016). ROS2 wiki. Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/ros2/ros2/wiki& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&ros2/ros2&/a&&/p&&p&ROS. (2016). ROS 2.0 Roadmap. Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/ros2/ros2/wiki/Roadmap& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&ros2/ros2&/a&&/p&&p&ROS2. (2016). ROS2 Design. Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//design.ros2.org/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Design&/a&&/p&
很多朋友经常问ROS1.0（下文简称ROS）和ROS2.0我到底该学习/使用哪个呢？（声明：欢迎拍砖讨论，但若是因此对您的项目或产品造成了损失，本人不负任何责任！）我先给出个人的观点，再说明其中原因。 对于大众学习者、普通开发者、机器人算法开发者，在2017…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-0f3f7ab8ab6f6e0bf01faee_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&402& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-0f3f7ab8ab6f6e0bf01faee_r.jpg&&&/figure&文：&a href=&https://www.zhihu.com/people/feelwind/answers& class=&internal&&夜语&/a&&p&&i&机构账号&a class=&member_mention& href=&https://www.zhihu.com/people/adaf8f5a1fb& data-editable=&true& data-title=&@游研社& data-hash=&adaf8f5a1fb& data-hovercard=&p$b$adaf8f5a1fb&&@游研社&/a& 欢迎关注。&/i&&/p&&br&&br&&br&&br&&p&1975年，一家名为MOS科技的公司推出一块售价25美元的微处理器，此后，这块CPU被广泛的应用于苹果电脑、任天堂FC及兼容机、学习机等。到了90年代，当时中国学生几乎人手一台的文曲星也用了这块CPU，培养了整整一代中国玩家。这块CPU的名字叫6502，让我们从其诞生说起。&/p&&br&&h2&&b&6502的诞生&/b&&/h2&&br&&p&6502的发明人是电子工程师Chuck Peddle。1973年，35岁的Peddle加入摩托罗拉公司，负责向客户兜售6800 CPU。这是当时的一款性能优秀的CPU，但就是太贵了，售价300多美元。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-bccdff7d8d_b.jpg& data-rawwidth=&1024& data-rawheight=&576& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1024& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-bccdff7d8d_r.jpg&&&/figure&&p&&i&摩托罗拉天才工程师Chuck Peddle&/i&&/p&&br&&p&于是Peddle试图说服摩托罗拉的管理层设计一种廉价CPU，然而管理层觉得既然6800这么赚钱，为何要去弄个廉价CPU来争夺自己的市场，理所当然的否决了Peddle的建议。&/p&&p&但Peddle仍念念不忘自己的想法，于次年带领Bill Mensch等六位工程师投奔了Mos科技，开始了6502 CPU的研发。&/p&&p&6502的设计目标是“一款比6800性能更好、价格更低的替代品”，11个月之后，6502诞生。&/p&&br&&p&6502是一款8位的微处理器，最大支持内存64KB，其主频和6800一样，都是1MHz，但是因为6502有一个指令流水线（在一条指令执行的同时，就取下一条指令），从而性能显著优于6800。而且由于对制程工艺的要求相对较低，造成6502的良品率出奇的高。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-66ac21ecd8e278d4c797f8f01e7fdaa6_b.jpg& data-rawwidth=&1268& data-rawheight=&871& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1268& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-66ac21ecd8e278d4c797f8f01e7fdaa6_r.jpg&&&/figure&&p&&i&当时6502 CPU在杂志上的广告&/i&&br&&/p&&br&&p&1975年下半年，6502开始发售，售价25美元起，价格只有摩托罗拉6800和英特尔。低廉的价格和更好的性能使得6502在CPU市场竞争中脱颖而出。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1b484ebbc3fa1e_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&361& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1b484ebbc3fa1e_r.jpg&&&/figure&&p&&i&罗克韦尔国际生产的6502 CPU&/i&&/p&&br&&p&为提高产能，MOS科技将6502授权给了罗克韦尔国际和另外一家半导体厂商，再后来又授权给了更多的厂商，使得6502大量出货，这让摩托罗拉6800和英特尔8080苦不堪言，只得降价销售。到了1976年，6800已经被迫降价到35美元，相当于两年前上市价的1/10。&/p&&br&&br&&h2&&strong&&strong&引爆个人电脑革命&/strong&&/strong&&/h2&&br&&p&为帮助电子工程师们制造个人电脑和其它设备，Peddle还研发了一块名为KIM-1（KeyboardInput Monitor）的开发板，很快KIM-1开始在个人电脑爱好者间流行。Commodore公司采用6502和KIM-1设计了PET，PET很快流行起来，于是Commodore在1976年收购了Mos科技。&/p&&p&1976年4月，自制电脑俱乐部成员，惠普工程师史蒂夫·沃兹用6502搭建出了Apple I的主板。&/p&&br&&p&随后，史蒂夫·乔布斯找人在自己父母车库中手工组装了200台Apple I电脑，并亲自售卖，但最终用了十个月时间才卖出25台，当时一台Apple I的售价为667美元，而现在拍卖价格已达到了100万美元。&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-06589b2efb512c33e44e076ccc792b94_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&480& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-06589b2efb512c33e44e076ccc792b94_r.jpg&&&/figure&&i&沃茨和乔布斯在研究自己捣鼓出来的Apple I主板，Apple I采用6502 CPU&/i&&br&&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-abce8a1ce2fd_b.jpg& data-rawwidth=&550& data-rawheight=&408& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&550& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-abce8a1ce2fd_r.jpg&&&/figure&&p&&i&沃茨和乔布斯手持Apple II主板，Apple II也采用6502 CPU&/i&&/p&&br&&p&1977年6月，沃茨又用6502打造出Apple II。Apple II系列是一款长寿的个人电脑，并获得了商业上的成功，截至到1993年停产，共卖出500万台以上。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-08266eedb4_b.jpg& data-rawwidth=&1268& data-rawheight=&714& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1268& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-08266eedb4_r.jpg&&&/figure&&p&&i&参与6502研发的工程师BillMensch后来创建了WDC公司，继续研究6502架构，任天堂SFC的CPU实际上是他研发的&/i&&/p&&br&&p&1978年，参与6502设计的Bill Mensch离开Commodore创立了WDC（Western Design Center)公司，继续6502架构的研发，并推出了W65C02（CMOS版的6502）及W65C816（16位的6502）等CPU产品，其中W65C816在1986年被用于AppleIIGS电脑。1979年，雅达利公司也加入了6502的阵营。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-e64ee1e71e_b.jpg& data-rawwidth=&1269& data-rawheight=&693& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1269& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-e64ee1e71e_r.jpg&&&/figure&&p&&i&雅达利年推出，用的是6507 CPU（6502改进型号）&/i&&/p&&br&&p&根据Mensch后来的说法，由于开放授权，使得6502的产量是其它竞争产品的10倍，其优秀的性能和低廉的价格迫使其他CPU厂商降价，为1980年代的个人电脑革命起了推波助澜的作用。&/p&&br&&br&&h2&&strong&&strong&&strong&进军家用游戏市场&/strong&&/strong&&/strong&&/h2&&br&&p&1981年，在成功推出街机版《大金刚》之后，山内溥委任上村雅之设计任天堂第三代家用游戏主机FC。多年之后，上村雅之在接受The Verge采访时回忆道：“我们起初确实有一些街机方面的经验，想采用同样的大规模集成电路芯片来做，所以我们需要找一家制造商。然而当时能生产这种芯片的制造商都在开足产能马力生产个人电脑芯片，只有一家公司既有最先进生产设备又暂时没有任何订单，这家公司就是理光。”&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-d2ce8a4f352_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-d2ce8a4f352_r.jpg&&&/figure&&p&&i&任天堂硬件领军人物之一的上村雅之&/i&&/p&&br&&p&在FC的CPU选择方面，上村雅之想用Zilog公司的Z80CPU（基于英特尔的8080研发），这块CPU也是之前《大金刚》街机采用的那块，团队对其开发工具熟悉，然而理光却给他推荐了02的改进型，主频1.8 MHz），理光取得了6502的授权，并将其命名为RP2A03。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-01ba40365dcb34ee7499_b.jpg& data-rawwidth=&499& data-rawheight=&312& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&499& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-01ba40365dcb34ee7499_r.jpg&&&/figure&&p&&i&NES（美版FC）主板，1987年制造，打红框的芯片则是理光的RP2A03G（6502.7），旁边那块理光RP2C02是图像CPU（兼容机多用台湾联华电子UA6538），CPU下方是夏普生产的内存芯片&/i&&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-b80aaf9940e_b.jpg& data-rawwidth=&1269& data-rawheight=&952& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1269& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-b80aaf9940e_r.jpg&&&/figure&&p&&i&FC兼容机主板，台湾联华电子UA内核）和UA6538的组合，1992年32周生产；韩国现代内存芯片，1992年27周生产&/i&&/p&&br&&p&最后，上村雅之及其团队被理光说服，采用了6502.7作为FC的CPU。也正是这块芯片，将未来的社长岩田聪带到了任天堂的身边：当时任天堂没几个人懂6502的开发，而时任HAL Lab员工的岩田聪则精通Commodore PET电脑的编程，PET正是采用了6502 CPU。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-23caebb9182ca_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&267& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-23caebb9182ca_r.jpg&&&/figure&&p&&i&岩田聪是6502开发大拿&/i&&/p&&br&&p&就这样，岩田聪也参与到了FC的研发中来：据岩田聪后来回忆，自己曾作为技术专家去给任天堂技术人员科普过一次6502的特性，并向上村雅之传授了“如何用6502节约储存空间”的秘诀。“我给他们讲解了6502到底能做出什么。”&/p&&p&在岩田聪的帮助下，任天堂第一方的游戏开发速度比第三方厂商要快得多，并且能在同样的游戏卡带容量下做出更多的内容和更好的画质。在1983年FC发售之后，岩田聪还亲自为其贡献了《弹珠台》《高尔夫》《F1赛车》《气球大战》和《机车大赛》五款游戏。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-aab7627fbe10a5dc6e4c32_b.jpg& data-rawwidth=&688& data-rawheight=&600& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&688& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-aab7627fbe10a5dc6e4c32_r.jpg&&&/figure&&p&&i&SFC上的5A22CPU，理光生产，16位的6502&/i&&/p&&br&&br&&p&由于FC取得了巨大成功，任天堂在7年后推出的SFC仍然沿用了6502架构，SFC采用的是16位的理光5A22CPU，这块CPU基于WDC公司65C816研发，主频3.6 MHz，最大支持内存由6502的64KB增加到了16MB。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-2a2b9baae995db243b029092feed0fe5_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&486& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-2a2b9baae995db243b029092feed0fe5_r.jpg&&&/figure&&p&&i&PC Engine上的HuC6280A CPU，Hudson研发，精工爱普生生产，CMOS版的6502&/i&&/p&&br&&p&而除开任天堂，还有一台游戏主机也采用了6502CPU，这就是NEC于1987年发售的PC Engine。PC Engine采用了由Hudson开发，精工爱普生生产的HuC6280A，HuC6280A基于WDC公司的65C02CPU（CMOS版的6502）研发。&/p&&p&在中国大陆，上世纪末红遍大江南北的FC兼容机/小霸王学习机们和后来几乎人手一台的文曲星都采用了6502 CPU。小霸王们多采用台湾联华电子生产的UA6527，可以说这块CPU陪伴了中国80后和90后的童年和少年时代。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ee6fca2605_b.jpg& data-rawwidth=&1269& data-rawheight=&952& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1269& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-ee6fca2605_r.jpg&&&/figure&&p&&i&经典的文曲星CC800&/i&&/p&&br&&p&早期的文曲星电子词典几乎都是6502单片机。2001年，金远见公司推出CC800，提供API接口，配合自带的编程语言GVBasic，可以编写程序，并且可以保存，还可以用数据线联机下载应用和游戏。&/p&&p&金远见公司在官网开辟了一个应用专区，免费供用户下载，国内为此掀起了一股轰轰烈烈的文曲星编程热潮，并涌现出了一批编程牛人和游戏。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-77d7ee69a550bdc2fb3fcfc100f2d3a9_b.jpg& data-rawwidth=&565& data-rawheight=&216& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&565& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-77d7ee69a550bdc2fb3fcfc100f2d3a9_r.jpg&&&/figure&&p&&i&2003年左右两款流行的文曲星机型：NC1020和NC3000&/i&&/p&&br&&br&&p&文曲星独占游戏《英雄坛说》就是那个时候诞生的，金远见将《英雄坛说》固化到后来的机器当中，使得游戏流传极广，有不少玩家都对这款游戏极为的熟悉。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-e87e03d733a64cd3f46e_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&337& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-e87e03d733a64cd3f46e_r.jpg&&&/figure&&p&&i&文曲星上的游戏《英雄坛说》&/i&&/p&&br&&p&当年PDA市场尚未兴起，商务通等扩展性差，价格居高不下。同期的文曲星CC800小巧精致，使用一颗CR2032纽扣电池，可以用数据线联机下载应用，因为针对的是学生用户，价格只需要数百元，这些都是其他电子辞典很多年后都没能做到的，以上原因都造成了文曲星在中国的流行。&/p&&br&&p&现在还有相当多的人怀念当年偷偷在课堂上掏出文曲星偷偷玩游戏的时光，甚至有人推出了3DS版的文曲星CC800模拟器，并把《英雄坛说》“移植”到了苹果iOS上。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-6f0ba5afc43cfedb40cd6_b.jpg& data-rawwidth=&676& data-rawheight=&806& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&676& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-6f0ba5afc43cfedb40cd6_r.jpg&&&/figure&&p&&i&3DS上的文曲星CC800模拟器&/i&&/p&&br&&br&&h2&&strong&&strong&&strong&&strong&写在最后&/strong&&/strong&&/strong&&/strong&&/h2&&br&&p&从诞生至今的40多年来，6502对个人电脑和家用游戏主机行业产生了极其深刻的影响，无数人的人生因此而改变。虽然小霸王和文曲星早已经不再流行，《英雄坛说》也逐渐被人遗忘，但直到现在，6502仍被运用于数以亿计的工业监测和控制计算机当中，为我们服务。&/p&&p&而你的童年、少年与青年时代，又因为这个CPU产生过怎样的乐趣呢？&/p&&br&&br&&p&&u&关注我们的公众号“游戏研究社”，可第一时间接收优秀文章与原创视频的集中推送。&/u&&/p&
文：机构账号 欢迎关注。 1975年，一家名为MOS科技的公司推出一块售价25美元的微处理器，此后，这块CPU被广泛的应用于苹果电脑、任天堂FC及兼容机、学习机等。到了90年代，当时中国学生几乎人手一台的文曲星也用了这块CPU，培养了整整一代中国玩…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-be3fe6289fbbd97f68e208b_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&512& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-be3fe6289fbbd97f68e208b_r.jpg&&&/figure&原文 &a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//lowendmac.com/2016/mos-technology-6502-cpu/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&MOS Technology 6502 CPU&/a&&p&个人电脑的革命起源于Intel 8080 CPU，这款推出于1974年的2Mhz 8-bit CPU是第一款（可以由爱好者自行组装的）电脑套件的心脏。但价格更加便宜的6502 CPU才是真正带来家用电脑市场繁荣的英雄。&/p&&h2&6502背后的故事&/h2&&p&像8080和Z-80一样，6502是一款8-bit CPU，最多可以寻址64KB内存。就像Zilog Z-80是基于更早的Intel 8080 CPU一样，MOS 6502是基于摩托罗拉6800 CPU（与8080同年发布，售价和8080一样为360美元）开发的。事实上，6502背后的许多工程师也都曾在摩托罗拉参与过6800处理器的开发。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-ed07c2c4a929608bcbd6c7_b.png& data-rawwidth=&584& data-rawheight=&263& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&584& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-ed07c2c4a929608bcbd6c7_r.jpg&&&/figure&6502的设计目标是“一款比6800性能更好、价格更低的替代品”，当1975年下半年6502开始发售的时候，其标价为25美元。作为回应，摩托罗拉大幅降低了6800的售价，从175美元降价到69美元 - 即使如此，仍然接近6502售价的三倍。（MOS科技还曾经开发过可以在电路板上直接替换 CPU，但由于摩托罗拉的起诉，MOS科技放弃了6501计划并向摩托罗拉支付了20万美元）。&p&1976年5月，摩托罗拉再次将6800 CPU的价格降低到35美元。&/p&&h2&爱好者市场&/h2&&p&MOS科技推出了两款开发板来帮助工程师们制造电脑原型和其他设备。其中一款是MDT-650单板电脑，另一款则是KIM-1，KIM-1在电脑爱好者中间非常流行，KIM-1很快就有了新的伙伴，史蒂夫·沃兹尼亚克开发的Apple 1是苹果公司的第一款电脑，也是唯一的一款电脑套件。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-74c2b9bcc192_b.jpg& data-rawwidth=&550& data-rawheight=&313& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&550& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-74c2b9bcc192_r.jpg&&&/figure&&p&基于6502开发的Apple 1成功的让苹果电脑登上舞台，而KIM-1则帮助Commodore转战个人电脑市场。6502给当时执掌Commodore的Jack Tramiel留下了极其深刻的印象，并促使他收购MOS科技，从而为Commodore带来在个人电脑这一全新市场上的价格优势。&/p&&blockquote&Tramiel在1954年成立了Commodore，最初的产品是便携式打字机。当日本厂商的产品在1950年代开始抢占市场时，Commodore将注意力转向机械计算器。1960年代，日本厂商的机械计算器开始统治市场，Tramiel则又转战电子计算器。这一次则是德州仪器开始抢Commodore的生意：德州仪器的计算器比Commodore的更便宜，并且德州仪器还单独销售芯片。这正是Tramiel收购MOS科技，以及后来Commodore将TI赶出家用电脑市场的原因。更多的内容请阅读&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//lowendmac.com/2015/a-history-of-commodores-8-bit-computers/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&A History of Commodore’s 8-bit Computers&/a&和&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//lowendmac.com/2016/the-1983-home-computer-price-war/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&The 1983 Home Computer Price War&/a&&/blockquote&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-a4cfae3b85dac7bdfd3aef_b.jpg& data-rawwidth=&1024& data-rawheight=&768& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1024& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-a4cfae3b85dac7bdfd3aef_r.jpg&&&/figure&&blockquote&宏碁电脑创始人施振荣早期曾工作过的荣泰电子公司，是台湾最早的KIM-1开发板代理商，当时的“开发板”被称作“学习机（Learning Kit）”，可以算作是“学习机”一词的最早起源。&br&&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//archive.computerhistory.org/resources/access/text/-02-acc.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&美国电脑历史博物馆采访施振荣笔录&/a&&/blockquote&&h2&家用电脑市场&/h2&就像1974年的CPU和1976年的爱好者电脑所预示的那样，1977年，最早的三款家用电脑出现了。1977年6月，苹果发布了Apple II，一款组装完整、并支持彩色显示的电脑，用来代替之前的Apple 1电脑套件。1977年8月，Tandy Radio Shark发布了TRS-80，之后在1977年10月，Commodore则带给我们PET电脑。&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-a3083cceba13fe6ee46e7ea_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&938& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-a3083cceba13fe6ee46e7ea_r.jpg&&&/figure&&i&1977年10月，《大众科学》封面上的Commodore PET电脑&/i&&br&&/p&&p&在三款最早的家用电脑中，有两款使用了6502 CPU，分别是Apple II和Commodore PET。接下来，1979年的Atari和1982年的BBC Micro也加入了6502阵营，另外一部分早期的家用游戏机也使用了650x系列CPU。Tandy Radio Shark在晚些时候推出的Color Computer（彩色电脑），使用的则是摩托罗拉6809 CPU，算得上是6502的近亲。与之相对，8080，Z-80和8085处理器则在CP/M统治之下的商用市场上更为普及。&/p&&br&&p&作为世界上最为畅销的电脑，Commodore 64使用了6502处理器略微修改后的版本，即6510，这款处理器可以让C-64切出ROM的寻址空间，并完整访问64K系统内存。&/p&&p&除了Commodore 64之外，Atari VCS和任天堂NES也使用了650x CPU家族中的成员。&/p&&h2&8-bit时代之后&/h2&&p&Western Design Center在8-bit 6502的CMOS版本65C02的基础上，开发出了下一代的65C816 CPU。65816处理器完全向后兼容65C02，并包括了16-bit支持和24-bit内存寻址空间，使其可以跨越64KB的限制并访问最高16MB的系统内存。（与Intel 80286类似）&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-828cf384b0b77a7e17bad_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&875& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-828cf384b0b77a7e17bad_r.jpg&&&/figure&&p&有两款流行的设备使用了65816处理器，一款是1986年底推出的苹果Apple IIGS，这款电脑大大改进了原有的Apple II产品线：添加了新的图形模式、Esoniq SDP-1 32通道数字声音芯片、2.8Mhz CPU（相比之下大多数Apple II只有1Mhz），并支持256KB到8MB内存容量。&/p&&p&实际上，苹果故意让IIGS中本来可以运行在14Mhz的CPU降频运行在2.8Mhz上 - 因为他们不希望IIGS成为Macintosh的竞争者，Macintosh使用了摩托罗拉68000处理器，这是一款32-bit处理器，具有16-bit内存总线和8Mhz主频。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-e2d441e04ddc709bcd4f_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-e2d441e04ddc709bcd4f_r.jpg&&&/figure&&p&更晚一些的1990年代，任天堂SNES使用主频为3.58Mhz的65816处理器。SNES是任天堂的第四代游戏机，并成为同时代销量最好的一款。&/p&&h2&6502的大家庭&/h2&从1976年到1990年代，6502架构对个人电脑行业产生了机器深刻的影响，这种影响力一直持续到Commodore关门停业、Atari离开8-bit市场、苹果停产Apple II产品线、游戏机行业从SNES转向第五代游戏机等一系列剧变之后。
原文 个人电脑的革命起源于Intel 8080 CPU，这款推出于1974年的2Mhz 8-bit CPU是第一款（可以由爱好者自行组装的）电脑套件的心脏。但价格更加便宜的6502 CPU才是真正带来家用电脑市场繁荣的英雄。6502背后的故事像8080和Z-80一样，…
&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-cdde1aeb1c6387eded6a925d20a37b0b_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&250& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-cdde1aeb1c6387eded6a925d20a37b0b_r.jpg&&&/figure&&p&导读：作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案; ARM 嵌入式处理器及Linux 嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景; 研究了基于ARM- Linux 的某型无人机飞控计算机的实现方法, 给出了系统总体设计方案, 着重介绍了硬件电路的设计过程, 列出了软件调试流程图, 分析了调试结果; 实践证明, 该实现方法结构简单, 功能强大,能够满足系统控制的要求, 具有较好的实用性。&/p&&br&&br&&p&&strong&前言&/strong&&/p&&br&&br&&p&无人机是一种由动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器的简称。它以其重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好的性能特点, 更适于完成危险性大、机动性高这些普通飞机难以完成的任务, 越来越广泛应用于军需民用的各个方面。&/p&&br&&p&无人机飞控系统是无人机系统的核心部分, 实现对无人机整个飞行过程的控制, 其中飞控计算机完成接收信息、处理信息、输出信息的功能。飞控计算机的性能要求做到快速、实时、准确, 通常采用基于嵌入式系统的实现方案, 核心是嵌入式处理器。&/p&&br&&p&目前在无人机飞控计算机中, 常用的嵌入式处理器包括X86、单片机、数字信号处理器DSP ( Dig ital Sig nal Pr ocessor) 、ARM ( Advanced RISC M achine) 等 。&/p&&br&&p&X86 微处理器具有高性能、高可靠性、结构凑、低功耗的特点, 能满足无人机飞控系统小型化、高集成度的要求。单片机将整个计算机系统集成到一块芯片中, 一般以某一种微处理器内核为核心,是目前嵌入式系统工业的主流控制器。&/p&&br&&p&DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计, 使其适合于实时地进行数字信号处理, 特别是数字滤波、FFT 及谱分析等应用领域, 在运算量较大, 特别是向量运算、指针线性寻址较多的智能化算法中,更能发挥优势。&/p&&br&&p&ARM 是目前公认的业界领先的32 位嵌入式RISC ( Reduced Instruction Set Comput ing , 精简指令集计算机结构) 微处理器, 具有体系结构可扩展、功耗低、成本低和支持管理实时多任务等特点。&/p&&br&&p&较之其它几种处理器, ARM 嵌入式处理器具有性价比高、功能丰富、接口完善、可扩展性强等优点, 并且Linux 嵌入式操作系统是对ARM 技术的强大支持。把Linux 应用到ARM 嵌入式技术中, 能充分发挥ARM- Linux 的优势。&/p&&br&&p&本文研究了一种基于ARM - Linux 的某型无人机嵌入式飞控计算机, 是某型无人机飞控系统的核心部分。系统在合理硬件设计基础上进行Linux 软件调试, 结果证明了该系统硬件结构简单, 处理速度快, 性能稳定, 且成本低廉, 有较好的实用性。&/p&&br&&br&&p&&strong&系统结构与控制原理&/strong&&/p&&br&&br&&p&飞控系统由飞控计算机及其外围传感电路、执行机构组成, 因此飞控计算机的主要功能包括: 提供稳定的电源供电系统、对各类模拟信号进行采样预处理、处理各种开关量以控制相应外围设备、进行控制律计算以控制和稳定无人机、操纵发动机的工作状态以决定飞行模态、实现飞行航路的预设置等。另外飞控计算机的特殊工作环境要求其满足工业级标准, 工作温度在- 40~ + 85C°。&/p&&br&&p&根据飞控计算机的性能指标, 系统总体设计框图如图1 所示。系统采用Atmel 公司的工业级ARM9 处理芯片AT 91RM9200 为核心, 工作频率可高达200 MIPS, 其外围电源电路、复位电路、晶振电路保证系统正常工作, 外扩32 MB的SDRAM 作为内存, 32 MB 的闪存用作程序和数据存储空间, A/ D 电路完成对模拟信号的采样, D/ A 电路完成对数字量的转换, 8 路串口通信电路工作方式在RS232、RS422、RS485 之间可设置, 32 路离散I/ O 口可设置输入输出, 另外留有调试用的DBUG 口。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-2eed9a826aeb2219eba3b183d7592de4_b.png& data-rawwidth=&406& data-rawheight=&297& class=&content_image& width=&406&&&/figure&&p&图1 系统总体设计框图&/p&&p&&strong&硬件设计&/strong&&/p&&br&&p&这儿具体介绍系统各部分的硬件设计, 系统分为核心控制电路、A/ D 转换电路、D/ A 转换电路、UART 串口通信电路、DBUG 串行调试口电路六部分。&/p&&p&&strong&1&/strong&&/p&&br&&p&核心控制电路核心控制电路确保ARM 最小系统板及与各外扩功能芯片的正常运行。设计最小系统板( 核心板) 的关键是&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-9e9db00931eeced_b.png& data-rawwidth=&363& data-rawheight=&534& class=&content_image& width=&363&&&/figure&图2 AT 91RM 9200 的存储器扩展原理&br&&/p&&p&AT91RM9200 与SDRAM、闪存芯片的接口。图2 所示为核心板的ARM 处理器与外扩存储器的接口原理图。实验表明, 核心板运行稳定可靠, 满足计算处理数据时的速度和精度要求。&/p&&p&&strong&2 A/ D 采样&/strong&&/p&&br&&p&A/ D 采样电路用来对各种模拟信号进行采样预处理, 其工作原理图如图3 所示, 由AD7490 提供16 路分辨率为12 位的A/ D 通道。AT91RM9200 通过SPI 口与AD7490 进行通信,AT91RM9200 向AD7490 写入控制字, 使其按设定的要求工作, 通过Dout 引脚将A/ D 采样结果传送到ARM 的CPU。&/p&&br&&p&为了确保采样精度, AD7490 需外加21 5 V 参考电压Vre fIN 。根据设计要求, A/ D 采样电路的输入信号电平范围为– 10 V ~ +10 V, 而AD7490 允许的输入信号电平范围为0 V~ Vref IN 或0V~ 2Vref IN , 因此需要在输入信号与AD7490 的输入引脚之间增加调理电路。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-63c4ed86fa044c75f66a_b.png& data-rawwidth=&361& data-rawheight=&132& class=&content_image& width=&361&&&/figure&图3 ：A/ D 转换电路原理图&br&&/p&&br&&p&调理电路应对输入信号uin_ s 先进行衰减再加直流偏置电压, 使其电平范围变为0 V~ Vref IN 或0 V ~ 2V refIN 。其衰减系数为4 或8, 取决于AD7490 控制寄存器的bit1 ( RANGE) 的取值是0 或1。加到AD7490 的输入引脚的信号uin _ ad 与输入信号uin _ s 的关系如式( 1) 所示。&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-0c13f504bc9cff5ccecd4_b.png& data-rawwidth=&426& data-rawheight=&53& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&426& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-0c13f504bc9cff5ccecd4_r.jpg&&&/figure&&p&&strong&3 D/ A 转换&/strong&&/p&&br&&p&D/ A 转换电路用来处理各种开关量, 其工作原理图如图4所示, 由AD5668 提供8 路分辨率为16 位的D/ A 通道。AT91RM9200 通过SPI 口与AD5668 进行通信, AD5668 的时钟频率可达50 MHz。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-a03a800c9be0ed75b1bf04ac1ef22ff1_b.png& data-rawwidth=&402& data-rawheight=&133& class=&content_image& width=&402&&&/figure&图4
D/ A 转换电路原理图&/p&&br&&p&AD5668 的D/ A 输出信号uo ut _ da的电平范围为0 V~ 5 V,无法满足控制系统对D/ A 输出信号电平范围为- 10 V~ + 10V 的要求。可以利用AD5668 内部产生的高精度21 5 V 参考电压, 通过调理电路, 使输出信号uout _ s 的电平范围满足要求。&/p&&br&&p&D/ A 调理电路的数学关系如式( 2) 所示。&/p&&br&&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-dff_b.png& data-rawwidth=&275& data-rawheight=&22& class=&content_image& width=&275&&&/figure&&p&( 2)式中, Vre fo ut 为AD5668 产生的21 5 V 参考电压。&/p&&p&&strong&4 UART 串口通信&/strong&&/p&&br&&p&根据设计指标, 系统共需要8 路串口通信, AT91RM9200自带4 路串口通信, 由ST 16C654 对4 路外扩串口通信进行控制, 其电路原理图如图5 所示。串口通信电路工作方式在RS232、RS422、RS484 之间可设置。通信速率和中断号由系统软件设置。实验证明, 该电路部分可提供稳定的串行通信端口。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-8a4d6a5f95c5b46d4c8adf436b599ff4_b.png& data-rawwidth=&363& data-rawheight=&167& class=&content_image& width=&363&&&/figure&图5 外扩串口通信电路原理图&br&&/p&&p&&strong&5 DBUG串行调试口&/strong&&/p&&br&&p&由ADM3202 实现DBUG 串行调试口电路的控制。系统经由DBUG 串行调试口下载程序, 进行启动和调试。&/p&&p&&strong&系统软件调试&/strong&&/p&&br&&p&系统硬件设计完成后, 需要配备相应的软件系统方能完成任务。将硬件电路板( 称为目标板) 用串口数据线通过DBUG串行调试口与普通PC 机( 称为宿主机) 连接, PC 机须装有Redhat91 0 软件, 这样就构成了整个系统平台, 系统结构示意图如图6 所示。系统软件调试工作分为内核裁剪和驱动程序编写两步。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-6bd55e9f320b8fee6edc410cc41954a4_b.png& data-rawwidth=&297& data-rawheight=&68& class=&content_image& width=&297&&&/figure&图6 调试系统结构示意图&br&&/p&&p&&strong&1 Linux 内核裁减&/strong&&/p&&br&&p&本系统采用了Linux - 21 41 19 版本的内核, 用make menuconf ig 命令进入内核配置界面, 对内核进行裁剪, 即将需要的项选中不需要的去掉, 完成设置后, 退出并保存设置, 然后执行make zImag e 命令, 就编译生成了自己定制的内核映像文件。最后将内核烧写到系统中, 则完成了系统内核的裁剪。&/p&&br&&p&&strong&2 驱动程序的编写&/strong&&/p&&br&&p&Linux 系统中设备都可以作为文件来加载和处理, 本系统的外设主要包括AD 电路、DA 电路及串口通信电路, 都属于字符设备。字符设备驱动程序的流程图如图7 所示。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-f29f7dbeafcd79627fdc31fc537c7ff9_b.png& data-rawwidth=&408& data-rawheight=&183& class=&content_image& width=&408&&&/figure&图7 字符设备驱动程序流程图&/p&&p&设备驱动程序的主要内容包括: 设备注册、打开设备、读写设备、获取内存、打印信息、释放设备、设备卸载。驱动程序编写好之后, 采用直接加载到目标板的方法进行调试。调试流程如图8 所示。调试信息通过串口打印在宿主机的minicom 屏幕上, 这样便可进行调试。有问题时切换至编辑编译, 重新在开发板上运行, 直至程序工作正常。程序无误则显示该设备已经成功加载。驱动程序编写并且调试完成后, 下一步进行相应的应用程序开发。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-86f59c272a7fdeef54aafd40dfac65fc_b.png& data-rawwidth=&319& data-rawheight=&349& class=&content_image& width=&319&&&/figure&图8 驱动程序调试流程&br&&/p&&p&&strong&结论&/strong&&/p&&br&&p&这儿主要研究了基于ARM 的嵌入式信息处理平台的设计过程, 该平台拟应用于某型无人机飞控计算机, 目前已经完成了硬件平台的初步设计和系统软件的简单调试工作, 实践证明了本设计方案合理可行, 能满足无人机飞控系统对精度和实时性的要求, 下一步的工作是对硬件进行工程化设计和开发相关应用程序。&/p&
导读：作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案; ARM 嵌入式处理器及Linux 嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景; 研究了基于ARM- Linux 的某型无人机飞控计算机的实现方法, 给出了系统总体设计方案…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-4acb0c3e20cc64d061deed_b.jpg& data-rawwidth=&1920& data-rawheight=&775& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1920& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-4acb0c3e20cc64d061deed_r.jpg&&&/figure&首发于微信公众号文章&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI3MjQyODcxNg%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D0cb1ad95d443d707eab22%26chksm%3Deb33f9a6dc3cf55d6ad8b6a9a70d2f6dfb156c1a45faf%26scene%3D0%23rd& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&【Automated Science系列】实验室自动化和云端实验室——解放手工作业科研劳动者&/a&，根据讨论内容做了适当删改，拆分成上下两部，分别可在3~5分钟内阅读。本章封面摘自Edinburgh Genome Foundry。&p&上篇：&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/p/& class=&internal&&Automated Science系列：解放手工作业科研劳动者（上）——实验室自动化 - 蓝晶实验室 Bluepha Lab - 知乎专栏&/a&&/p&&p&下篇：&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/p/& class=&internal&&Automated Science系列：解放手工作业科研劳动者（下）——云端实验室 - 蓝晶实验室 Bluepha Lab - 知乎专栏&/a&&br&&/p&&p&&i&编者评论：常有人认为，合成生物学的关键是元件，而生物元件的搜集与开发本身是一项艰巨的工作。受限于系统生物学认知的匮乏，合成生物学基础研究，尤其是定量生物学领域的成果与实际应用之间现阶段还存在巨大鸿沟。这种鸿沟并非是个别成功的特例能够弥合的。这种形势决定了高通量手段在合成生物学发展过程中的决定性作用——而自动化无疑是一个工程面向的学科最关注的技术之一。我最近在爱丁堡大学目睹了一项合成生物学自动化平台“Edinburgh Genome Foundry&，爱丁堡大学Dr. Patrick Cai是这一项目的关键负责人，而这一平台是全球多个合成生物学自动化项目中的代表之一。本次我们邀请到大家已经熟悉的Bluepha专栏作家郭昊天撰文，为读者带来他的亲身经历以及对合成生物学自动化的独到观点。&/i&&br&&/p&&p&----正文分割线（视频预警）----&/p&
绝大部分科研工作者都是十足的&b&无产阶级&/b&：生产资料全靠分配，日均工作时间12-16小时不等，工资微薄待遇可怜，成果所有权上交学校。而大多数科研成果都不具有快速变现的可能，作为一种发展性公共产品完全跳出了供求关系市场调节。科研人员如果不去赚些外快，只能靠国家宏观调控能够多赏两口饭吃。因此，想主动解放科研行业的劳动者，只好改造科研工作者的工作方式了——&b&比如，像这样用机器人代劳一部分苦力活？&/b&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-bae7bd4ed00d83d022390eede29425d4_b.jpg& data-rawwidth=&480& data-rawheight=&271& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&480& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-bae7bd4ed00d83d022390eede29425d4_r.jpg&&&/figure&&a class=&video-box& href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//v.youku.com/v_show/id_XMTU5NTEyMjg0NA%3D%3D.html%3Ffrom%3Ds1.8-1-1.2%26amp%3Bamp%3Bspm%3Da2h0k..0& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&& data-name=&iBioFAB at University of Illinois—在线播放—优酷网，视频高清在线观看& data-poster=&& data-lens-id=&&&
&img class=&thumbnail& src=&&&&span class=&content&&
&span class=&title&&iBioFAB at University of Illinois—在线播放—优酷网，视频高清在线观看&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
&span class=&url&&&span class=&z-ico-video&&&/span&http://v.youku.com/v_show/id_XMTU5NTEyMjg0NA==.html?from=s1.8-1-1.2&spm=a2h0k..0&/span&
&br&&i&美国伊利诺伊州立大学香槟分校赵惠民教授在2014年“合成生物学：工程、进化和设计”（SEED）会议上播放的一段视频，iBioFab中心的全自动化平台的工作流程第一视角&/i&&br&&p&在目前的科研领域，尤其是生物学领域中，很大一部分还是劳动密集型的。在商业公司实习生每天准备咖啡的时候，我们在天天准备培养基（能喝吗）；等他们变成正式员工开始赚钱的时候，嗯，我们还在准备培养基。
&br&&/p&&p&&i&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-f88dc8636484_b.jpg& data-rawwidth=&195& data-rawheight=&253& class=&content_image& width=&195&&&/figure&为了研究细菌如何进化出用柠檬酸盐功能的新技能，&/i&&i&Zachary
Blount&/i&&i&需要堆积成山的培养皿完成细菌传代进化与挑选&/i&&/p&&p&
实验室集成自动化，用机器代替人做这些无穷无尽的重复工，是一个呼之欲出的解决方案。其实实验室自动化并不是什么新鲜事物，从PCR仪等等开始，人们就已经在对实验室的各种常规实验进行自动化和集成化的改进。我高中时代的生化实验课老师，他上学的时候还做过水浴锅PCR：把三口水浴锅设成PCR需要的变性、退火、延伸三个温度，拿一个秒表，管子在一个水浴锅内放够时间就迅速扔到另一个锅里。整个实验如履薄冰，一不留神就放错，一次也做不了太多个样品，极其繁琐不说，一些复杂的PCR设计，比如温度梯度、touch-down PCR等等几乎难以操作。而自动化PCR仪就方便多了，把反应体系准备好，然后设定好程序，在机器里面煮上一两个小时，就可以出锅收DNA扩增产品。 &/p&&br&&p&&i&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-71fa385228aeea3380789_b.jpg& data-rawwidth=&374& data-rawheight=&279& class=&content_image& width=&374&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-de2bad5fbce1d925e94ca6743afacb7a_b.jpg& data-rawwidth=&386& data-rawheight=&194& class=&content_image& width=&386&&&/figure&上图是第一代自动PCR仪，可以看出一套输送冷热水的管子控制样品的温度变化。下左图是一个大水浴锅，应该不会有人用它再做PCR了；下右图则是某品牌PCR仪（图片来自网络）&/i&&/p&&br&&p&
相比PCR仪的普及，很多实验室自动化设备还不为人知，今天不妨简单介绍一些（开始进一段广告）：&/p&&p&&b&你是不是一天要倒一百多块平板的培养基，涂完平板转天还得一个一个菌落数到眼瞎？先买一台自动倒平板的（Auto
Dish Filler），再买一个自动菌落计数器吧！&br&做突变体研究的同学们，是不是没事就要成千上万地提取DNA、RNA到手抽筋？不要慌，买一台自动核酸纯化仪吧!&br&研究细胞调控通路的同学们，还在一次又一次地辛辛苦苦地做western
blot蛋白鉴定结果却丑的不能见人吗？不要急，买一台simple
western分析仪吧！&br&还在加样一加96孔?n板到天荒地老吗？快来买一个自动分液平台吧！&br&……&/b&（广告完毕）&/p&&br&&p&&b&除了自动化设计，对多个仪器进行集成，也可以极大地提高实验效率。&/b&2013年来自伦敦大学学院（UCL）在国际遗传工程机器（iGEM）比赛中展示了一个集成的便携的DNA分析实验平台，便于市民科学爱好者（citizen scientist）使用。如今他们的产品经过几代优化，已经正式成立了初创公司发行产品Bento
Lab。这套产品配合一些试剂盒，可以用于一些常规的DNA分子实验和分析，比如说利用STR遗传位点扩增做个亲子鉴定（并不是追热点打广告）。 &/p&&p&&i&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-65cd2ef0b743d016fdb47_b.jpg& data-rawwidth=&288& data-rawheight=&229& class=&content_image& width=&288&&&/figure&Bento Lab&/i&&i&基本款产品，可以进行&/i&&i&PCR&/i&&i&、离心、电泳等常规的&/i&&i&DNA&/i&&i&检测实验&/i&&/p&&br&&p&
如果再有一些机械手负责在各个仪器模块之间传递样品（其实就是端盘子），那能更加减少人的操作，只要有合理的程序编辑，就可以全自动地完成特定任务而完全不用人类手工操作。对于一些特定的任务（容易构建标准化工作流程的），现在有较为集成化的工作平台可以实现局部的全自动化。一些有工程师帮助的实验室甚至可以自己利用商品化的零件搭建一个&b&全自动的工作平台&/b&。就像在文章开头展示的ibiofab的工作平台，人类只要在玻璃窗外做葛优躺，看着这些机械手默默工（zhuang）作（b）就可以了。&/p&&p&&i&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-7c78f93a88af1ec2c8b9_b.jpg& data-rawwidth=&408& data-rawheight=&198& class=&content_image& width=&408&&&/figure&美国伊利诺伊大学&/i&&i&iBioFab&/i&&i&的全自动工作平台，来自&/i&&i&Thermo
Fisher&/i&&i&的机械手负责传递样品，从而连接各个功能模块和储藏设备，完全脱离人工实验操作。&/i&&/p&&br&&p&
然而话虽这样说，你们实验室负责人大概还是不会去购办这些设备（尽管很多一起并不比PCR仪贵到哪里去╮(╯_╰)╭）。直到目前为止，绝大多数的实验，很多实验室仍然安排人而不是买机器去操作，即使实验的劳动量非常大，甚至需要接触许多有毒有害试剂。一个例子如蛋白质分离鉴定常用的PAGE凝胶电泳，国内大多数实验室仍安排实验人员自行制备PAGE凝胶。我高中大学期间做过无数块PAGE凝胶，制备起来是相当的不方便。而且原料中存在的神经毒素也有一定的污染问题。事实上，市面上是有各种类型的PAGE凝胶的成品销售的，不但快速可靠，没有有害原料残留问题也安全的多。一些实验室至今还在大量地使用需要反复洗刷的玻璃培养皿，尽管一次性培养皿是如此的便宜安全。&b&归根到底，无非是观念问题或者成本问题&/b&，认为、或者（在我国）真的是人力成本要远远低于制备“高级”耗材和仪器。另一方面仪器控制系统的软件安装、学习和重组织的时间和人力成本也要考虑在内。就算过些年我国的人力成本增高，我们还可学习美帝，到比我们人力成本低的国家去找博士后来嘛……&/p&&p&那广大的科研人员就因此没有希望利用到机械自动化从而解放个人生产力了吗？也不尽然，其实另有途径，请听下回分解。&/p&&p&&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/p/& class=&internal&&Automated Science系列：解放手工作业科研劳动者（下）——云端实验室 - 蓝晶实验室 Bluepha Lab - 知乎专栏&/a&&/p&
首发于微信公众号文章，根据讨论内容做了适当删改，拆分成上下两部，分别可在3~5分钟内阅读。本章封面摘自Edinburgh Genome Foundry。上篇：
&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-c489cbc59bbef5e5d932edc4e14ef4db_b.jpg& data-rawwidth=&1111& data-rawheight=&830& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1111& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-c489cbc59bbef5e5d932edc4e14ef4db_r.jpg&&&/figure&&p&&b&申明：这篇文章初稿由武汉库柏特科技杨洪同学整理，在此发出。(多图)&/b&&/p&&p& 上回整理的是关于协作机器人末端执行器，后来八月底在美国参加了CASE会议后，发现的确末端执行器是一个很大的问题，很多研究组和创业公司也在积极的探索新的末端执行器， 包括各种形式的软手（soft hand）。其中特别有意思的是关于Amazon Picking Challenge的总结，见下图，可以看到，其中Mechanical Design是排名第二的Missing Skill。恰好在我即将做的一个知乎Live（&a href=&https://www.zhihu.com/lives/487680& class=&internal&&Live&/a&）中， 有位朋友问到机械机构设计是否没有发展了。希望下面这副图能给你一点信心，不是没有发展前途，而是机器人方向需要的结构设计与传统意义的结构设计有着很大的区别。这个话题在此就不讨论了，今天我们实际想说的是下面Missing Skill中第一名：机器视觉，说得更大一点就叫&b&机器感知&/b&，包括各种模态的传感信息的感知。&/p&&p& 本文涉及到的PPT会在文末给出下载链接：&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-ffa32cd849fc1fdf18b2a5a4a5bc2364_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-ffa32cd849fc1fdf18b2a5a4a5bc2364_r.jpg&&&/figure&&p&机器人为了感知外部世界的信息，人们想到模仿甚至超越自身灵巧的组织来感知周围环境，故逐渐研究出各式各样的机器人传感器，并将探知的信息传递给控制器，帮助控制器做出正确的决策。 传感器的重要地位，从下图的机器人广义定义中也可以看出： 感知到动作的智能连接。（图片来自De Luca的课件）&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-fadbfd6926_b.jpg& data-rawwidth=&798& data-rawheight=&509& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&798& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-fadbfd6926_r.jpg&&&/figure&机器人的传感信息，大致可以分为以下几类：&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-3ff848ca9e9d4b9cb6168d_b.jpg& data-rawwidth=&589& data-rawheight=&460& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&589& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-3ff848ca9e9d4b9cb6168d_r.jpg&&&/figure& 在本次协作机器人研讨会中，很多参会者重点讨论了协作机器人所用到的六维力传感器(six-axial
force sensor)、视觉传感器(vision
sensor)及触觉传感器(trctile
sensor)。什么是六维力传感器呢？ 我们看一下锐聪机器人和OPTOFORCE公司分享：&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1a14bf4dc8f133c2fb25b3e7c197a998_b.jpg& data-rawwidth=&891& data-rawheight=&328& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&891& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1a14bf4dc8f133c2fb25b3e7c197a998_r.jpg&&&/figure&为什么要选用六维力传感器呢，它能用在那些地方？&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-ad982c2e0df9d820f1d1_b.jpg& data-rawwidth=&853& data-rawheight=&365& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&853& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-ad982c2e0df9d820f1d1_r.jpg&&&/figure&协作机器人的应用中，六维力传感器该怎么使用，它能传递哪些信息，怎么应用这些采集到的信息呢？关于力控在工业中的应用，似乎也到了一个分水岭了。&p&一个很常见的应用就是打磨，力控打磨是很多公司都意识到的一个未来应用，但目前尚未大面积普及，原因有很多：稳定性，价格，性能指标，机器人接口等等。下图是我们公司最近做的一个力控打磨应用，目前还在测试阶段。工业机器人上的力控给我自己的感觉就是，入手容易，做好太难，各种小细节都要考虑到，这也是我们一直在努力的方向。&/p&&p&我们再来看看协作机器人中视觉传感器的应用，视觉传感器是视觉系统中的一部分。视觉系统是机器人走向智能的核心入口，所以视觉传感器是协作机器人必不可少的元件之一。视觉传感器作为视觉系统的硬件感知部分，主要由：敏感元件、光学系统及光源系统组成。机器人视觉系统常用结构光和飞行时间法（TOF）等原理来实现定位定姿。我们一起来看下几位博士研究中用到的视觉传感器，其中来自日本的Kenji Tahara
教授用视觉来估计物体位姿, 来自英国帝国理工的
Huang博士用视觉来引导手术机器人，来自德国的Qiang Li博士用视觉来获得物体点云：&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-6c183ec3c725886edf7fe_b.jpg& data-rawwidth=&430& data-rawheight=&357& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&430& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-6c183ec3c725886edf7fe_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-69cf8e026faa78e053b6e7_b.jpg& data-rawwidth=&857& data-rawheight=&362& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&857& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-69cf8e026faa78e053b6e7_r.jpg&&&/figure&我们继续来了解下触觉传感器,
触觉是机器人获取环境信息的一种仅次于视觉的重要直知形式，与视觉不同，触觉本身有很强的敏感能力，可测量荷重、分布压力及力矩等物理属性。触觉可用于进行机器人抓取作业中。从下图，我们可以看一下较成熟的两个带触觉的机械人手及库柏特开发的一款带压力感应橡胶的机器人软手。&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-5b8ef319b78cfdfe777c_b.jpg& data-rawwidth=&854& data-rawheight=&220& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&854& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-5b8ef319b78cfdfe777c_r.jpg&&&/figure&来自德国比勒费尔德大学的科学家李强博士，做了题目为“基于视觉 - 触觉伺服控制未知对象操作” 着重讨论了机器人集成视觉和触觉以实现高效的伺服控制。见下图：&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-2cb0cfa3ef9b28a52de8d0_b.jpg& data-rawwidth=&903& data-rawheight=&247& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&903& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-2cb0cfa3ef9b28a52de8d0_r.jpg&&&/figure&&p& 另外在前面的几个报告中，其实介绍了包括Syntouch， iCub Skin在内的诸多传感器，见下图。其中第一幅图是Syntouch的内核，上面包含22个电极。第二幅图是对Syntouch 传感器连接部分的一个小改进，用来解决SynTouch容易过饱和的问题。&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-f13e2853bac4b87ada222_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-f13e2853bac4b87ada222_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-c8bccb9d46cb8ff6bbbd73_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&1280& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-c8bccb9d46cb8ff6bbbd73_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-d7fbffabad63_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-d7fbffabad63_r.jpg&&&/figure&另外一些传感器我们经常用到的，包括TexScan，Sick, OptiTrack 等等&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-db57bef22d02cda6cb7b96e_b.jpg& data-rawwidth=&886& data-rawheight=&885& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&886& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-db57bef22d02cda6cb7b96e_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-930e1a3f3d6b_b.jpg& data-rawwidth=&650& data-rawheight=&452& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&650& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-930e1a3f3d6b_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-f194d27fbe14b4b651c68c_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&680& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-f194d27fbe14b4b651c68c_r.jpg&&&/figure&传感器技术是机器人，特别是协作机器人的核心问题，我们在这里只是浅显的讨论一下，后续会抽出专门的时间写一篇学术文章。&/p&&p& 文中Slides下载地址（&b&学会翻墙，善用google&/b&）：&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/4xge0j0zeilrowi/Fengtao_cobot_2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/4xge0j0ze&/span&&span class=&invisible&&ilrowi/Fengtao_cobot_2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/snymyn56gvo0wwd/Kenji_cobot_2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/snymyn56g&/span&&span class=&invisible&&vo0wwd/Kenji_cobot_2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/eiuc3ue76m9bc3e/Marton_cobot_2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/eiuc3ue76&/span&&span class=&invisible&&m9bc3e/Marton_cobot_2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/77fn815gc7jjh4c/Qiang_cobot2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/77fn815gc&/span&&span class=&invisible&&7jjh4c/Qiang_cobot2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/a5ecrtpcrfm9m6x/Bidan_cobot_2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/a5ecrtpcr&/span&&span class=&invisible&&fm9m6x/Bidan_cobot_2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p& IROS 2016关于这个主题的workshop：&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//home.deib.polimi.it/zanchettin/IROS2016/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&IROS 2016 Workshop&/a&&/p&&p& 个人精力有限，十分希望有朋友能够整理组织这方面的资料。&/p&&p& 欢迎在下个月的live上讨论：&a href=&https://www.zhihu.com/lives/487680& class=&internal&&Live&/a&&/p&
申明：这篇文章初稿由武汉库柏特科技杨洪同学整理，在此发出。(多图) 上回整理的是关于协作机器人末端执行器，后来八月底在美国参加了CASE会议后，发现的确末端执行器是一个很大的问题，很多研究组和创业公司也在积极的探索新的末端执行器， 包括各种形式的…
&p&&b&摘 要&/b&:介绍了一种新的基于Matlab/ RTW(Real2Time Workshop) 和VxWorks 实时操作系统的&br&&/p&&p&仿真方法,构建了基于Simulink 的某型无人机飞控系统仿真模型,可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据。与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比,加速了半物理仿真平台的研制。通过使用该平台对某型无人机飞控系统进行了大量的实时半物理仿真,优化了控制律。&/p&&p&一般的飞控系统仿真总是分为2 个阶段:纯数字仿真阶段和半物理仿真阶段。飞控系统半物理仿真平台的研制除了设计和构建半物理仿真的硬件平台之外,一个工作量很大的内容就是开发半物理仿真软件。而传统的半物理仿真软件开发都是由开发人员手工编写仿真代码,工作量大且容易出错。对于一般的开发过程虽然能在纯数字仿真阶段使用Matlab 等仿真软件开发仿真模型,但是到了半物理仿真阶段还需要人工把在纯数字仿真阶段使用的仿真模型翻译成可以被实时仿真机执行的代码而不能直接利用数字模型。怎样才能利用已经开发好的仿真模型,直接把这些模型放到仿真机中运行呢?Matlab RTW(Real2TimeWorkshop 实时工作空间) [1 ] 能够实现这一功能。使用基于Matlab/ RTW的实时仿真方法将大大减少仿真软件的开发量、避免各种手工编写代码出现的错误、缩短半物理仿真平台的开发周期。&/p&&p&&b&1 基于Matlab/ RTW 和VxWorks 操作系统的实时仿真方法&/b&&/p&&p&RTW 是MA TLAB 图形建模仿真环境Simul2ink 的一个重要补充功能模块,简而言之,它是一个基于Simulink 的代码自动生成环境。它能直接从Simulink 模型中产生优化、可移植的嵌入式实时代码[2 ] ,并且能够根据目标机配置自动生成适合该目标机软硬件环境的可执行程序,既支持x86 、DSP、PowerPC 等目标机硬件也支持Dos、VxWorks、xPC等操作系统。RTW 除了可以将Simulink 模型自动转换成代码在目标机上运行外,还支持基于模型的在线调试(即在半物理仿真进行过程中在线修改仿真机中模型参数、监视仿真数据) 。因此使用RTW进行实时系统的设计、仿真、测试可以缩短系统开发周期并降低成本。&/p&&p&VxWorks 操作系统[3 ] 是美国WindRiver 公司于1983 年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS) 。该操作系统以良好的可靠性、卓越的实时性、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌入式实时操作系统领域处于世界领先地位,被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术领域及实时性要求极高的领域中,如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。&/p&&p&在美国的F216 、FA218战斗机、B22 隐形轰炸机和爱国者导弹上,甚至连1997 年4 月在火星表面登陆的火星探测器上也使用了VxWorks 操作系统。所谓基于Matlab/ RTW 和VxWorks 的实时仿真方法就是应用Matlab/ Simulink 模块框图建立起仿真系统模型,以图形化方式对算法进行概念化,在搭建起半物理仿真硬件平台后使用RTW 自动代码生成功能,生成可以在VxWorks 实时操作系统上运行的仿真模型的实时C 代码;使用在线调参功能修改仿真模型参数,直至整个半物理实时仿真平台完全调通。基于Matlab/ RTW 的实时仿真方法实现了一种新的快速从纯数字仿真到半物理仿真的一体化过程。其仿真流程图如图1 所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-36c440b13e3c092b628f02e3ee9785ea_b.png& data-rawwidth=&428& data-rawheight=&412& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&428& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-36c440b13e3c092b628f02e3ee9785ea_r.jpg&&&/figure&&p&基于Matlab/ RTW 的仿真过程开始于仿真模型的构建,首先在Simulink 下建立起仿真模型进行数字仿真修正系统设计,然后使用RTW 将仿真模型生成实时代码并下载到目标机中,使用外部模式在线调整仿真参数,根据仿真结果修改仿真模型,如此往复直到满足设计要求为止。&/p&&p&&b&2．无人机飞控系统仿真平台设计与实现&/b&&/p&&p&&b&2&/b&. &b&1 系统结构&/b&&/p&&p&该型无人机飞控系统半物理仿真平台[4 ] 系统结构如图2 所示,整个平台用2 台工控机1 台PC 机实现,PC 机作为主控计算机,工控机分别作为转台驱动目标机、无人机仿真目标机。考虑到仿真的实时性以及该型无人机飞控计算机使用VxWorks 操作系统,无人机仿真目标机使用WindRiver 公司的VxWorks 实时操作系统,转台驱动目标机使用由Matlab 软件自身提供的xPC 实时操作系统。&/p&&p&主控计算机上运行Matlab ,其主要作用是在仿真前进行无人机动力学模型和转台驱动模型的构建、数字仿真、目标机代码生成,在仿真中通过RTW 外部模式在线修改无人机模型中各种参数、获取各种仿真数据;主控上位机上还运行VxWorks 操作系统的集成开发环境Tornado ,完成VxWorks 操作系统内核的生成、主机和目标机的搭接、下载由RTW 生成的嵌入式实时目标机代码等。&/p&&p&同时主控计算机通过Matlab 的命令窗口实现与运行xPC 的转台驱动目标机的搭接、仿真模型的下载、仿真的起停控制等。主控计算机还可以选择运行自行开发的仿真控制软件,仿真控制软件将Tornado 和Matlab 对目标机的搭接、模型代码下载、仿真起停控制、仿真数据回采显示等功能融为一体,实现便捷的仿真控制。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f876e943db41fb4f99d95e460d6c78d8_b.png& data-rawwidth=&458& data-rawheight=&259& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&458& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f876e943db41fb4f99}
(2) 由于历史的原因，通常设计不是从零开始，而是在已有的设计基础上进行的。这就意味着某些设计可能会继承已有设计的缺陷，会在已有基础上增加新的内容和功能，也会继承一些重大问题的解决方法，这些系统可能会变得非常复杂，以至于几乎无人能够全面了解系统的全部功能。&br&
(3） 在某些情况下，无法将设计需求转换为较好的量化指标，那么FCS 设计成败主要取决于控制律设计者个人的经验和枝巧，以及对于控制律设计作为飞行控制系统的一个完整部分所固有的软件和硬件方面的限制条件的洞察能力。因此，真正的设计需求或许只可能存在于经验丰富的设计者的头脑中，这些设计者能够正确地理解可用的信息，并能对可能失去的东西做出合理的判断。&br&
(4) 设计周期往往非常漫长，任何一个设计者在其设计生涯中可能只能接触到个别设计案例，因此有一部分经验是来自其他人。&/p&
原始回答已收录至知乎圆桌，链接： -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2016.12.…
&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-18cb9f97ac7f759a128b789b681c534f_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&610& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-18cb9f97ac7f759a128b789b681c534f_r.jpg&&&/figure&&p&很多朋友经常问ROS1.0（下文简称ROS）和ROS2.0我到底该学习/使用哪个呢？&/p&&p&&i&（声明：欢迎拍砖讨论，但若是因此对您的项目或产品造成了损失，本人不负任何责任！&/i&&b&）&/b&&/p&&p&我先给出个人的观点，再说明其中原因。&/p&&br&&p&&b&&u&对于大众学习者、普通开发者、机器人算法开发者，在2017年仍推荐使用ROS，至于以后，要看形势再作评估。&/u&&/b&&/p&&p&&b&&u&对于软件架构的学习者、强调实时性的开发者，推荐ROS2.0。&/u&&/b&&/p&&br&&p&原因：&/p&&p&ROS 1.0历经10年的发展，已经积累了非常非常丰富且稳定的功能包集、各类工具和完备的教程。在未来即便是ROS2.0大行其道，仍会有机制保证ROS 2.0代码与现有ROS代码共存。例如，ROS仍然还可以通过message bridges等方式与ROS2.0一起工作。&/p&&br&&p&ROS 2.0未来将成为机器人应用程序开发的终极SDK。相比于ROS1.0，它使用更先进的分布式架构，更高的可靠性，以及对实时性和嵌入式设备的支持。最大的不同在于采用了数据分发服务(DDS)技术，DDS适用于实时分布式嵌入式系统。2016年有一篇会议论文。Exploring the
performance of ROS2。 分析了ROS2.0的性能。详细内容可看原文：链接：&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//pan.baidu.com/s/1jHITCXK& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&pan.baidu.com/s/1jHITCX&/span&&span class=&invisible&&K&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a& 密码：f0ih&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-b6efed79a209baac1102_b.jpg& data-rawwidth=&633& data-rawheight=&336& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&633& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-b6efed79a209baac1102_r.jpg&&&/figure&&i&（图片来源：&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Data_Distribution_Service& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Data Distribution Service&/a&）&/i&&br&&p&但2.0的进展并不是一帆风顺，目前仍是Alpha版本，计划在2016-12推出Beta 1 (circa)(ROS, 2016)。除非您是尖端的架构开发者，如果只是作为使用者，那不妨保持关注，等坑填平了再来趟这条路。另外，目前除了官网(ROS2, 2016)和Erle(Erle, 2016)目前还没见有其他的教程。&/p&&br&&br&&p&&b&&i&那为什么会出现&/i&&/b&&b&&i&ROS 2.0 ?&/i&&/b&&/p&&br&&p&Gerkey在《为什么ROS 2.0 ?》(Gerkey, 2016)做了详尽的回答。归结起来，分为三个原因：1.历史原因2. 出现了新的需求3.出现了新的技术。&/p&&br&
1.设计时的“”没想到&p&ROS始于2007年11月，最早是“柳树车库”用于PR2机器人的开发。同时希望ROS能用于其他机器人。为了便于多研究所合作，避免重复造轮子，所以柳树车库花费大量精力定义了抽象级别(通常是通过消息的接口)，允许软件重用。&/p&&p&其解决思路是：&br&1、 让多个程序分别完成特定任务， 能够相互通信， 并且定义好常用的格式让大家使用&br&基于面向服务 Service-oriented&br&2、 ROS 提供构建环境，让大家能够较容易的使用他人的工作， 容易交换代码
&br&&/p&&p&&i&（在这里引用邵天兰观点：由于ROS设计于2007年，介于当时的现状（虽然当时很先进了），（但今天看来）其设计思想和工具都比较古旧，例如XmlRpc，就很渣。所以今天千万不要把ROS当做学习架构设计的典范）&/i&&/p&&p&按照当时以及能够想到的机器人现状，ROS主要设计指向是：&/p&&p&·
单个机器人;&/p&&p&·
板载工作站级别的计算资源;&/p&&p&·
没有实时性需求;&/p&&p&·
理想的网络连接;&/p&&p&·
应用于学术研究;&/p&&p&·
强调最大的灵活性，没有过多的约定或者禁止。&/p&&p&然而，结果却是万万没想到….&/p&&p&第一个没想到……&/p&&p&ROS设计初衷是用于家用服务机器人，然而出乎意料的是：ROS被应用于各式各样的机器人：轮式机器人、腿式机器人、工业手臂、室外无人车辆、自动驾驶汽车、飞行器、无人艇……&/p&&p&第二个没想到……&/p&&p&ROS设计初衷是用于学术研究，然而出乎意料的是：大量基于ROS的产品进入市场，包括制造业机器人、农业机器人、商业清洁机器人，甚至NASA将运行ROS的Robonaut 2部署到国际空间站。&/p&&p&随着应用场景的扩大，导致产生了一系列新的需求。&/p&
2.新的需求&p&以下是ROS目前感觉蛋疼的领域，也是ROS2.0意图解决的问题。&/p&&p&·
多个机器人组成的集群； ROS的单master结构就蛋疼了。&/p&&p&·
小型嵌入式平台，甚至“裸奔”的微控制器；依赖于Ubuntu的ROS太重了。&/p&&p&·
实时系统：包括进程间和跨机器通信，ROS做不到。&/p&&p&·
非理想的网络；ROS延迟很大，甚至断网再连接时会挂。&/p&&p&·
生产制造等环境：ROS可靠性还不够。&/p&&p&·
为一些新特性，如部署的生命周期管理和静态配置，提供清晰的模式和支持工具。&/p&&br&
3.新的技术&p&ROS的核心是匿名发布-订阅中间件系统，从2007年开始，在ROS这些相关领域产生了一些更新、更好、值得借鉴使用的技术，如：&/p&&ul&&li&Z&/li&&li&Protocol B&/li&&li&ZeroMQ (and the other
MQs);&/li&&li&R&/li&&li&WebS and&/li&&li&DDS (Data Distribution
Service)&/li&&/ul&&p&先总结到这，下次接着整理下ROS2.0的设计特点。&/p&&br&&br&&br&&p&&b&补充资料&/b&&/p&&p&下面是ROS2.0历次会议介绍的ppt (Github, 2016)&/p&&br&ROS 2 Update - summary of alpha releases, architectural overviewROSCon 2016 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2016/presentations/ROSCon%0-%2520ROS%Update.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&Evaluating the resilience of ROS2 communication layerROSCon 2016 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2016/presentations/rafal.kozik-ros2evaluation.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&State of ROS 2 - demos and the technology behindROSCon 2015 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2015/presentations/state-of-ros2.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&ROS 2 on &small& embedded systemsROSCon 2015 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2015/presentations/ros2_on_small_embedded_systems.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&Real-time control in ROS and ROS 2.0ROSCon 2015 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2015/presentations/RealtimeROS2.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&Why you want to use ROS 2ROSCon 2014 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.osrfoundation.org/wordpress2/wp-content/uploads/2015/04/ROSCON-2014-Why-you-want-to-use-ROS-2.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&Next-generation ROS: Building on DDSROSCon 2014 presentation&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//roscon.ros.org/2014/wp-content/uploads/2014/07/ROSCON-2014-Next-Generation-of-ROS-on-top-of-DDS.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&slides&/a& /&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//vimeo.com/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&video&/a&&br&&br&&br&&p&&b&参考文献：&/b&&/p&&p&Erle. (2016). ROBOT OPERATING SYTEM 2.0 TUTORIALS (ROS
2.0). Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//erlerobotics.com/blog/robot-operating-sytem-2-0-tutorials-ros-2-0/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&erlerobotics.com/blog/r&/span&&span class=&invisible&&obot-operating-sytem-2-0-tutorials-ros-2-0/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&Gerkey, B. (2016). Why ROS 2.0? Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//design.ros2.org/articles/why_ros2.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Why ROS 2.0?&/a&&/p&&p&Github. (2016). ROS2 wiki. Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/ros2/ros2/wiki& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&ros2/ros2&/a&&/p&&p&ROS. (2016). ROS 2.0 Roadmap. Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/ros2/ros2/wiki/Roadmap& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&ros2/ros2&/a&&/p&&p&ROS2. (2016). ROS2 Design. Retrieved from
&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//design.ros2.org/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Design&/a&&/p&
很多朋友经常问ROS1.0（下文简称ROS）和ROS2.0我到底该学习/使用哪个呢？（声明：欢迎拍砖讨论，但若是因此对您的项目或产品造成了损失，本人不负任何责任！）我先给出个人的观点，再说明其中原因。 对于大众学习者、普通开发者、机器人算法开发者，在2017…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-0f3f7ab8ab6f6e0bf01faee_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&402& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-0f3f7ab8ab6f6e0bf01faee_r.jpg&&&/figure&文：&a href=&https://www.zhihu.com/people/feelwind/answers& class=&internal&&夜语&/a&&p&&i&机构账号&a class=&member_mention& href=&https://www.zhihu.com/people/adaf8f5a1fb& data-editable=&true& data-title=&@游研社& data-hash=&adaf8f5a1fb& data-hovercard=&p$b$adaf8f5a1fb&&@游研社&/a& 欢迎关注。&/i&&/p&&br&&br&&br&&br&&p&1975年，一家名为MOS科技的公司推出一块售价25美元的微处理器，此后，这块CPU被广泛的应用于苹果电脑、任天堂FC及兼容机、学习机等。到了90年代，当时中国学生几乎人手一台的文曲星也用了这块CPU，培养了整整一代中国玩家。这块CPU的名字叫6502，让我们从其诞生说起。&/p&&br&&h2&&b&6502的诞生&/b&&/h2&&br&&p&6502的发明人是电子工程师Chuck Peddle。1973年，35岁的Peddle加入摩托罗拉公司，负责向客户兜售6800 CPU。这是当时的一款性能优秀的CPU，但就是太贵了，售价300多美元。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-bccdff7d8d_b.jpg& data-rawwidth=&1024& data-rawheight=&576& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1024& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-bccdff7d8d_r.jpg&&&/figure&&p&&i&摩托罗拉天才工程师Chuck Peddle&/i&&/p&&br&&p&于是Peddle试图说服摩托罗拉的管理层设计一种廉价CPU，然而管理层觉得既然6800这么赚钱，为何要去弄个廉价CPU来争夺自己的市场，理所当然的否决了Peddle的建议。&/p&&p&但Peddle仍念念不忘自己的想法，于次年带领Bill Mensch等六位工程师投奔了Mos科技，开始了6502 CPU的研发。&/p&&p&6502的设计目标是“一款比6800性能更好、价格更低的替代品”，11个月之后，6502诞生。&/p&&br&&p&6502是一款8位的微处理器，最大支持内存64KB，其主频和6800一样，都是1MHz，但是因为6502有一个指令流水线（在一条指令执行的同时，就取下一条指令），从而性能显著优于6800。而且由于对制程工艺的要求相对较低，造成6502的良品率出奇的高。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-66ac21ecd8e278d4c797f8f01e7fdaa6_b.jpg& data-rawwidth=&1268& data-rawheight=&871& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1268& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-66ac21ecd8e278d4c797f8f01e7fdaa6_r.jpg&&&/figure&&p&&i&当时6502 CPU在杂志上的广告&/i&&br&&/p&&br&&p&1975年下半年，6502开始发售，售价25美元起，价格只有摩托罗拉6800和英特尔。低廉的价格和更好的性能使得6502在CPU市场竞争中脱颖而出。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1b484ebbc3fa1e_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&361& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1b484ebbc3fa1e_r.jpg&&&/figure&&p&&i&罗克韦尔国际生产的6502 CPU&/i&&/p&&br&&p&为提高产能，MOS科技将6502授权给了罗克韦尔国际和另外一家半导体厂商，再后来又授权给了更多的厂商，使得6502大量出货，这让摩托罗拉6800和英特尔8080苦不堪言，只得降价销售。到了1976年，6800已经被迫降价到35美元，相当于两年前上市价的1/10。&/p&&br&&br&&h2&&strong&&strong&引爆个人电脑革命&/strong&&/strong&&/h2&&br&&p&为帮助电子工程师们制造个人电脑和其它设备，Peddle还研发了一块名为KIM-1（KeyboardInput Monitor）的开发板，很快KIM-1开始在个人电脑爱好者间流行。Commodore公司采用6502和KIM-1设计了PET，PET很快流行起来，于是Commodore在1976年收购了Mos科技。&/p&&p&1976年4月，自制电脑俱乐部成员，惠普工程师史蒂夫·沃兹用6502搭建出了Apple I的主板。&/p&&br&&p&随后，史蒂夫·乔布斯找人在自己父母车库中手工组装了200台Apple I电脑，并亲自售卖，但最终用了十个月时间才卖出25台，当时一台Apple I的售价为667美元，而现在拍卖价格已达到了100万美元。&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-06589b2efb512c33e44e076ccc792b94_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&480& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-06589b2efb512c33e44e076ccc792b94_r.jpg&&&/figure&&i&沃茨和乔布斯在研究自己捣鼓出来的Apple I主板，Apple I采用6502 CPU&/i&&br&&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-abce8a1ce2fd_b.jpg& data-rawwidth=&550& data-rawheight=&408& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&550& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-abce8a1ce2fd_r.jpg&&&/figure&&p&&i&沃茨和乔布斯手持Apple II主板，Apple II也采用6502 CPU&/i&&/p&&br&&p&1977年6月，沃茨又用6502打造出Apple II。Apple II系列是一款长寿的个人电脑，并获得了商业上的成功，截至到1993年停产，共卖出500万台以上。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-08266eedb4_b.jpg& data-rawwidth=&1268& data-rawheight=&714& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1268& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-08266eedb4_r.jpg&&&/figure&&p&&i&参与6502研发的工程师BillMensch后来创建了WDC公司，继续研究6502架构，任天堂SFC的CPU实际上是他研发的&/i&&/p&&br&&p&1978年，参与6502设计的Bill Mensch离开Commodore创立了WDC（Western Design Center)公司，继续6502架构的研发，并推出了W65C02（CMOS版的6502）及W65C816（16位的6502）等CPU产品，其中W65C816在1986年被用于AppleIIGS电脑。1979年，雅达利公司也加入了6502的阵营。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-e64ee1e71e_b.jpg& data-rawwidth=&1269& data-rawheight=&693& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1269& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-e64ee1e71e_r.jpg&&&/figure&&p&&i&雅达利年推出，用的是6507 CPU（6502改进型号）&/i&&/p&&br&&p&根据Mensch后来的说法，由于开放授权，使得6502的产量是其它竞争产品的10倍，其优秀的性能和低廉的价格迫使其他CPU厂商降价，为1980年代的个人电脑革命起了推波助澜的作用。&/p&&br&&br&&h2&&strong&&strong&&strong&进军家用游戏市场&/strong&&/strong&&/strong&&/h2&&br&&p&1981年，在成功推出街机版《大金刚》之后，山内溥委任上村雅之设计任天堂第三代家用游戏主机FC。多年之后，上村雅之在接受The Verge采访时回忆道：“我们起初确实有一些街机方面的经验，想采用同样的大规模集成电路芯片来做，所以我们需要找一家制造商。然而当时能生产这种芯片的制造商都在开足产能马力生产个人电脑芯片，只有一家公司既有最先进生产设备又暂时没有任何订单，这家公司就是理光。”&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-d2ce8a4f352_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-d2ce8a4f352_r.jpg&&&/figure&&p&&i&任天堂硬件领军人物之一的上村雅之&/i&&/p&&br&&p&在FC的CPU选择方面，上村雅之想用Zilog公司的Z80CPU（基于英特尔的8080研发），这块CPU也是之前《大金刚》街机采用的那块，团队对其开发工具熟悉，然而理光却给他推荐了02的改进型，主频1.8 MHz），理光取得了6502的授权，并将其命名为RP2A03。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-01ba40365dcb34ee7499_b.jpg& data-rawwidth=&499& data-rawheight=&312& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&499& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-01ba40365dcb34ee7499_r.jpg&&&/figure&&p&&i&NES（美版FC）主板，1987年制造，打红框的芯片则是理光的RP2A03G（6502.7），旁边那块理光RP2C02是图像CPU（兼容机多用台湾联华电子UA6538），CPU下方是夏普生产的内存芯片&/i&&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-b80aaf9940e_b.jpg& data-rawwidth=&1269& data-rawheight=&952& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1269& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-b80aaf9940e_r.jpg&&&/figure&&p&&i&FC兼容机主板，台湾联华电子UA内核）和UA6538的组合，1992年32周生产；韩国现代内存芯片，1992年27周生产&/i&&/p&&br&&p&最后，上村雅之及其团队被理光说服，采用了6502.7作为FC的CPU。也正是这块芯片，将未来的社长岩田聪带到了任天堂的身边：当时任天堂没几个人懂6502的开发，而时任HAL Lab员工的岩田聪则精通Commodore PET电脑的编程，PET正是采用了6502 CPU。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-23caebb9182ca_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&267& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-23caebb9182ca_r.jpg&&&/figure&&p&&i&岩田聪是6502开发大拿&/i&&/p&&br&&p&就这样，岩田聪也参与到了FC的研发中来：据岩田聪后来回忆，自己曾作为技术专家去给任天堂技术人员科普过一次6502的特性，并向上村雅之传授了“如何用6502节约储存空间”的秘诀。“我给他们讲解了6502到底能做出什么。”&/p&&p&在岩田聪的帮助下，任天堂第一方的游戏开发速度比第三方厂商要快得多，并且能在同样的游戏卡带容量下做出更多的内容和更好的画质。在1983年FC发售之后，岩田聪还亲自为其贡献了《弹珠台》《高尔夫》《F1赛车》《气球大战》和《机车大赛》五款游戏。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-aab7627fbe10a5dc6e4c32_b.jpg& data-rawwidth=&688& data-rawheight=&600& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&688& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-aab7627fbe10a5dc6e4c32_r.jpg&&&/figure&&p&&i&SFC上的5A22CPU，理光生产，16位的6502&/i&&/p&&br&&br&&p&由于FC取得了巨大成功，任天堂在7年后推出的SFC仍然沿用了6502架构，SFC采用的是16位的理光5A22CPU，这块CPU基于WDC公司65C816研发，主频3.6 MHz，最大支持内存由6502的64KB增加到了16MB。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-2a2b9baae995db243b029092feed0fe5_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&486& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-2a2b9baae995db243b029092feed0fe5_r.jpg&&&/figure&&p&&i&PC Engine上的HuC6280A CPU，Hudson研发，精工爱普生生产，CMOS版的6502&/i&&/p&&br&&p&而除开任天堂，还有一台游戏主机也采用了6502CPU，这就是NEC于1987年发售的PC Engine。PC Engine采用了由Hudson开发，精工爱普生生产的HuC6280A，HuC6280A基于WDC公司的65C02CPU（CMOS版的6502）研发。&/p&&p&在中国大陆，上世纪末红遍大江南北的FC兼容机/小霸王学习机们和后来几乎人手一台的文曲星都采用了6502 CPU。小霸王们多采用台湾联华电子生产的UA6527，可以说这块CPU陪伴了中国80后和90后的童年和少年时代。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ee6fca2605_b.jpg& data-rawwidth=&1269& data-rawheight=&952& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1269& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-ee6fca2605_r.jpg&&&/figure&&p&&i&经典的文曲星CC800&/i&&/p&&br&&p&早期的文曲星电子词典几乎都是6502单片机。2001年，金远见公司推出CC800，提供API接口，配合自带的编程语言GVBasic，可以编写程序，并且可以保存，还可以用数据线联机下载应用和游戏。&/p&&p&金远见公司在官网开辟了一个应用专区，免费供用户下载，国内为此掀起了一股轰轰烈烈的文曲星编程热潮，并涌现出了一批编程牛人和游戏。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-77d7ee69a550bdc2fb3fcfc100f2d3a9_b.jpg& data-rawwidth=&565& data-rawheight=&216& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&565& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-77d7ee69a550bdc2fb3fcfc100f2d3a9_r.jpg&&&/figure&&p&&i&2003年左右两款流行的文曲星机型：NC1020和NC3000&/i&&/p&&br&&br&&p&文曲星独占游戏《英雄坛说》就是那个时候诞生的，金远见将《英雄坛说》固化到后来的机器当中，使得游戏流传极广，有不少玩家都对这款游戏极为的熟悉。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-e87e03d733a64cd3f46e_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&337& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-e87e03d733a64cd3f46e_r.jpg&&&/figure&&p&&i&文曲星上的游戏《英雄坛说》&/i&&/p&&br&&p&当年PDA市场尚未兴起，商务通等扩展性差，价格居高不下。同期的文曲星CC800小巧精致，使用一颗CR2032纽扣电池，可以用数据线联机下载应用，因为针对的是学生用户，价格只需要数百元，这些都是其他电子辞典很多年后都没能做到的，以上原因都造成了文曲星在中国的流行。&/p&&br&&p&现在还有相当多的人怀念当年偷偷在课堂上掏出文曲星偷偷玩游戏的时光，甚至有人推出了3DS版的文曲星CC800模拟器，并把《英雄坛说》“移植”到了苹果iOS上。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-6f0ba5afc43cfedb40cd6_b.jpg& data-rawwidth=&676& data-rawheight=&806& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&676& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-6f0ba5afc43cfedb40cd6_r.jpg&&&/figure&&p&&i&3DS上的文曲星CC800模拟器&/i&&/p&&br&&br&&h2&&strong&&strong&&strong&&strong&写在最后&/strong&&/strong&&/strong&&/strong&&/h2&&br&&p&从诞生至今的40多年来，6502对个人电脑和家用游戏主机行业产生了极其深刻的影响，无数人的人生因此而改变。虽然小霸王和文曲星早已经不再流行，《英雄坛说》也逐渐被人遗忘，但直到现在，6502仍被运用于数以亿计的工业监测和控制计算机当中，为我们服务。&/p&&p&而你的童年、少年与青年时代，又因为这个CPU产生过怎样的乐趣呢？&/p&&br&&br&&p&&u&关注我们的公众号“游戏研究社”，可第一时间接收优秀文章与原创视频的集中推送。&/u&&/p&
文：机构账号 欢迎关注。 1975年，一家名为MOS科技的公司推出一块售价25美元的微处理器，此后，这块CPU被广泛的应用于苹果电脑、任天堂FC及兼容机、学习机等。到了90年代，当时中国学生几乎人手一台的文曲星也用了这块CPU，培养了整整一代中国玩…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-be3fe6289fbbd97f68e208b_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&512& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-be3fe6289fbbd97f68e208b_r.jpg&&&/figure&原文 &a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//lowendmac.com/2016/mos-technology-6502-cpu/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&MOS Technology 6502 CPU&/a&&p&个人电脑的革命起源于Intel 8080 CPU，这款推出于1974年的2Mhz 8-bit CPU是第一款（可以由爱好者自行组装的）电脑套件的心脏。但价格更加便宜的6502 CPU才是真正带来家用电脑市场繁荣的英雄。&/p&&h2&6502背后的故事&/h2&&p&像8080和Z-80一样，6502是一款8-bit CPU，最多可以寻址64KB内存。就像Zilog Z-80是基于更早的Intel 8080 CPU一样，MOS 6502是基于摩托罗拉6800 CPU（与8080同年发布，售价和8080一样为360美元）开发的。事实上，6502背后的许多工程师也都曾在摩托罗拉参与过6800处理器的开发。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-ed07c2c4a929608bcbd6c7_b.png& data-rawwidth=&584& data-rawheight=&263& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&584& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-ed07c2c4a929608bcbd6c7_r.jpg&&&/figure&6502的设计目标是“一款比6800性能更好、价格更低的替代品”，当1975年下半年6502开始发售的时候，其标价为25美元。作为回应，摩托罗拉大幅降低了6800的售价，从175美元降价到69美元 - 即使如此，仍然接近6502售价的三倍。（MOS科技还曾经开发过可以在电路板上直接替换 CPU，但由于摩托罗拉的起诉，MOS科技放弃了6501计划并向摩托罗拉支付了20万美元）。&p&1976年5月，摩托罗拉再次将6800 CPU的价格降低到35美元。&/p&&h2&爱好者市场&/h2&&p&MOS科技推出了两款开发板来帮助工程师们制造电脑原型和其他设备。其中一款是MDT-650单板电脑，另一款则是KIM-1，KIM-1在电脑爱好者中间非常流行，KIM-1很快就有了新的伙伴，史蒂夫·沃兹尼亚克开发的Apple 1是苹果公司的第一款电脑，也是唯一的一款电脑套件。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-74c2b9bcc192_b.jpg& data-rawwidth=&550& data-rawheight=&313& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&550& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-74c2b9bcc192_r.jpg&&&/figure&&p&基于6502开发的Apple 1成功的让苹果电脑登上舞台，而KIM-1则帮助Commodore转战个人电脑市场。6502给当时执掌Commodore的Jack Tramiel留下了极其深刻的印象，并促使他收购MOS科技，从而为Commodore带来在个人电脑这一全新市场上的价格优势。&/p&&blockquote&Tramiel在1954年成立了Commodore，最初的产品是便携式打字机。当日本厂商的产品在1950年代开始抢占市场时，Commodore将注意力转向机械计算器。1960年代，日本厂商的机械计算器开始统治市场，Tramiel则又转战电子计算器。这一次则是德州仪器开始抢Commodore的生意：德州仪器的计算器比Commodore的更便宜，并且德州仪器还单独销售芯片。这正是Tramiel收购MOS科技，以及后来Commodore将TI赶出家用电脑市场的原因。更多的内容请阅读&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//lowendmac.com/2015/a-history-of-commodores-8-bit-computers/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&A History of Commodore’s 8-bit Computers&/a&和&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//lowendmac.com/2016/the-1983-home-computer-price-war/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&The 1983 Home Computer Price War&/a&&/blockquote&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-a4cfae3b85dac7bdfd3aef_b.jpg& data-rawwidth=&1024& data-rawheight=&768& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1024& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-a4cfae3b85dac7bdfd3aef_r.jpg&&&/figure&&blockquote&宏碁电脑创始人施振荣早期曾工作过的荣泰电子公司，是台湾最早的KIM-1开发板代理商，当时的“开发板”被称作“学习机（Learning Kit）”，可以算作是“学习机”一词的最早起源。&br&&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//archive.computerhistory.org/resources/access/text/-02-acc.pdf& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&美国电脑历史博物馆采访施振荣笔录&/a&&/blockquote&&h2&家用电脑市场&/h2&就像1974年的CPU和1976年的爱好者电脑所预示的那样，1977年，最早的三款家用电脑出现了。1977年6月，苹果发布了Apple II，一款组装完整、并支持彩色显示的电脑，用来代替之前的Apple 1电脑套件。1977年8月，Tandy Radio Shark发布了TRS-80，之后在1977年10月，Commodore则带给我们PET电脑。&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-a3083cceba13fe6ee46e7ea_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&938& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-a3083cceba13fe6ee46e7ea_r.jpg&&&/figure&&i&1977年10月，《大众科学》封面上的Commodore PET电脑&/i&&br&&/p&&p&在三款最早的家用电脑中，有两款使用了6502 CPU，分别是Apple II和Commodore PET。接下来，1979年的Atari和1982年的BBC Micro也加入了6502阵营，另外一部分早期的家用游戏机也使用了650x系列CPU。Tandy Radio Shark在晚些时候推出的Color Computer（彩色电脑），使用的则是摩托罗拉6809 CPU，算得上是6502的近亲。与之相对，8080，Z-80和8085处理器则在CP/M统治之下的商用市场上更为普及。&/p&&br&&p&作为世界上最为畅销的电脑，Commodore 64使用了6502处理器略微修改后的版本，即6510，这款处理器可以让C-64切出ROM的寻址空间，并完整访问64K系统内存。&/p&&p&除了Commodore 64之外，Atari VCS和任天堂NES也使用了650x CPU家族中的成员。&/p&&h2&8-bit时代之后&/h2&&p&Western Design Center在8-bit 6502的CMOS版本65C02的基础上，开发出了下一代的65C816 CPU。65816处理器完全向后兼容65C02，并包括了16-bit支持和24-bit内存寻址空间，使其可以跨越64KB的限制并访问最高16MB的系统内存。（与Intel 80286类似）&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-828cf384b0b77a7e17bad_b.jpg& data-rawwidth=&1000& data-rawheight=&875& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1000& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-828cf384b0b77a7e17bad_r.jpg&&&/figure&&p&有两款流行的设备使用了65816处理器，一款是1986年底推出的苹果Apple IIGS，这款电脑大大改进了原有的Apple II产品线：添加了新的图形模式、Esoniq SDP-1 32通道数字声音芯片、2.8Mhz CPU（相比之下大多数Apple II只有1Mhz），并支持256KB到8MB内存容量。&/p&&p&实际上，苹果故意让IIGS中本来可以运行在14Mhz的CPU降频运行在2.8Mhz上 - 因为他们不希望IIGS成为Macintosh的竞争者，Macintosh使用了摩托罗拉68000处理器，这是一款32-bit处理器，具有16-bit内存总线和8Mhz主频。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-e2d441e04ddc709bcd4f_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-e2d441e04ddc709bcd4f_r.jpg&&&/figure&&p&更晚一些的1990年代，任天堂SNES使用主频为3.58Mhz的65816处理器。SNES是任天堂的第四代游戏机，并成为同时代销量最好的一款。&/p&&h2&6502的大家庭&/h2&从1976年到1990年代，6502架构对个人电脑行业产生了机器深刻的影响，这种影响力一直持续到Commodore关门停业、Atari离开8-bit市场、苹果停产Apple II产品线、游戏机行业从SNES转向第五代游戏机等一系列剧变之后。
原文 个人电脑的革命起源于Intel 8080 CPU，这款推出于1974年的2Mhz 8-bit CPU是第一款（可以由爱好者自行组装的）电脑套件的心脏。但价格更加便宜的6502 CPU才是真正带来家用电脑市场繁荣的英雄。6502背后的故事像8080和Z-80一样，…
&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-cdde1aeb1c6387eded6a925d20a37b0b_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&250& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-cdde1aeb1c6387eded6a925d20a37b0b_r.jpg&&&/figure&&p&导读：作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案; ARM 嵌入式处理器及Linux 嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景; 研究了基于ARM- Linux 的某型无人机飞控计算机的实现方法, 给出了系统总体设计方案, 着重介绍了硬件电路的设计过程, 列出了软件调试流程图, 分析了调试结果; 实践证明, 该实现方法结构简单, 功能强大,能够满足系统控制的要求, 具有较好的实用性。&/p&&br&&br&&p&&strong&前言&/strong&&/p&&br&&br&&p&无人机是一种由动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器的简称。它以其重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好的性能特点, 更适于完成危险性大、机动性高这些普通飞机难以完成的任务, 越来越广泛应用于军需民用的各个方面。&/p&&br&&p&无人机飞控系统是无人机系统的核心部分, 实现对无人机整个飞行过程的控制, 其中飞控计算机完成接收信息、处理信息、输出信息的功能。飞控计算机的性能要求做到快速、实时、准确, 通常采用基于嵌入式系统的实现方案, 核心是嵌入式处理器。&/p&&br&&p&目前在无人机飞控计算机中, 常用的嵌入式处理器包括X86、单片机、数字信号处理器DSP ( Dig ital Sig nal Pr ocessor) 、ARM ( Advanced RISC M achine) 等 。&/p&&br&&p&X86 微处理器具有高性能、高可靠性、结构凑、低功耗的特点, 能满足无人机飞控系统小型化、高集成度的要求。单片机将整个计算机系统集成到一块芯片中, 一般以某一种微处理器内核为核心,是目前嵌入式系统工业的主流控制器。&/p&&br&&p&DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计, 使其适合于实时地进行数字信号处理, 特别是数字滤波、FFT 及谱分析等应用领域, 在运算量较大, 特别是向量运算、指针线性寻址较多的智能化算法中,更能发挥优势。&/p&&br&&p&ARM 是目前公认的业界领先的32 位嵌入式RISC ( Reduced Instruction Set Comput ing , 精简指令集计算机结构) 微处理器, 具有体系结构可扩展、功耗低、成本低和支持管理实时多任务等特点。&/p&&br&&p&较之其它几种处理器, ARM 嵌入式处理器具有性价比高、功能丰富、接口完善、可扩展性强等优点, 并且Linux 嵌入式操作系统是对ARM 技术的强大支持。把Linux 应用到ARM 嵌入式技术中, 能充分发挥ARM- Linux 的优势。&/p&&br&&p&本文研究了一种基于ARM - Linux 的某型无人机嵌入式飞控计算机, 是某型无人机飞控系统的核心部分。系统在合理硬件设计基础上进行Linux 软件调试, 结果证明了该系统硬件结构简单, 处理速度快, 性能稳定, 且成本低廉, 有较好的实用性。&/p&&br&&br&&p&&strong&系统结构与控制原理&/strong&&/p&&br&&br&&p&飞控系统由飞控计算机及其外围传感电路、执行机构组成, 因此飞控计算机的主要功能包括: 提供稳定的电源供电系统、对各类模拟信号进行采样预处理、处理各种开关量以控制相应外围设备、进行控制律计算以控制和稳定无人机、操纵发动机的工作状态以决定飞行模态、实现飞行航路的预设置等。另外飞控计算机的特殊工作环境要求其满足工业级标准, 工作温度在- 40~ + 85C°。&/p&&br&&p&根据飞控计算机的性能指标, 系统总体设计框图如图1 所示。系统采用Atmel 公司的工业级ARM9 处理芯片AT 91RM9200 为核心, 工作频率可高达200 MIPS, 其外围电源电路、复位电路、晶振电路保证系统正常工作, 外扩32 MB的SDRAM 作为内存, 32 MB 的闪存用作程序和数据存储空间, A/ D 电路完成对模拟信号的采样, D/ A 电路完成对数字量的转换, 8 路串口通信电路工作方式在RS232、RS422、RS485 之间可设置, 32 路离散I/ O 口可设置输入输出, 另外留有调试用的DBUG 口。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-2eed9a826aeb2219eba3b183d7592de4_b.png& data-rawwidth=&406& data-rawheight=&297& class=&content_image& width=&406&&&/figure&&p&图1 系统总体设计框图&/p&&p&&strong&硬件设计&/strong&&/p&&br&&p&这儿具体介绍系统各部分的硬件设计, 系统分为核心控制电路、A/ D 转换电路、D/ A 转换电路、UART 串口通信电路、DBUG 串行调试口电路六部分。&/p&&p&&strong&1&/strong&&/p&&br&&p&核心控制电路核心控制电路确保ARM 最小系统板及与各外扩功能芯片的正常运行。设计最小系统板( 核心板) 的关键是&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-9e9db00931eeced_b.png& data-rawwidth=&363& data-rawheight=&534& class=&content_image& width=&363&&&/figure&图2 AT 91RM 9200 的存储器扩展原理&br&&/p&&p&AT91RM9200 与SDRAM、闪存芯片的接口。图2 所示为核心板的ARM 处理器与外扩存储器的接口原理图。实验表明, 核心板运行稳定可靠, 满足计算处理数据时的速度和精度要求。&/p&&p&&strong&2 A/ D 采样&/strong&&/p&&br&&p&A/ D 采样电路用来对各种模拟信号进行采样预处理, 其工作原理图如图3 所示, 由AD7490 提供16 路分辨率为12 位的A/ D 通道。AT91RM9200 通过SPI 口与AD7490 进行通信,AT91RM9200 向AD7490 写入控制字, 使其按设定的要求工作, 通过Dout 引脚将A/ D 采样结果传送到ARM 的CPU。&/p&&br&&p&为了确保采样精度, AD7490 需外加21 5 V 参考电压Vre fIN 。根据设计要求, A/ D 采样电路的输入信号电平范围为– 10 V ~ +10 V, 而AD7490 允许的输入信号电平范围为0 V~ Vref IN 或0V~ 2Vref IN , 因此需要在输入信号与AD7490 的输入引脚之间增加调理电路。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-63c4ed86fa044c75f66a_b.png& data-rawwidth=&361& data-rawheight=&132& class=&content_image& width=&361&&&/figure&图3 ：A/ D 转换电路原理图&br&&/p&&br&&p&调理电路应对输入信号uin_ s 先进行衰减再加直流偏置电压, 使其电平范围变为0 V~ Vref IN 或0 V ~ 2V refIN 。其衰减系数为4 或8, 取决于AD7490 控制寄存器的bit1 ( RANGE) 的取值是0 或1。加到AD7490 的输入引脚的信号uin _ ad 与输入信号uin _ s 的关系如式( 1) 所示。&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-0c13f504bc9cff5ccecd4_b.png& data-rawwidth=&426& data-rawheight=&53& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&426& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-0c13f504bc9cff5ccecd4_r.jpg&&&/figure&&p&&strong&3 D/ A 转换&/strong&&/p&&br&&p&D/ A 转换电路用来处理各种开关量, 其工作原理图如图4所示, 由AD5668 提供8 路分辨率为16 位的D/ A 通道。AT91RM9200 通过SPI 口与AD5668 进行通信, AD5668 的时钟频率可达50 MHz。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-a03a800c9be0ed75b1bf04ac1ef22ff1_b.png& data-rawwidth=&402& data-rawheight=&133& class=&content_image& width=&402&&&/figure&图4
D/ A 转换电路原理图&/p&&br&&p&AD5668 的D/ A 输出信号uo ut _ da的电平范围为0 V~ 5 V,无法满足控制系统对D/ A 输出信号电平范围为- 10 V~ + 10V 的要求。可以利用AD5668 内部产生的高精度21 5 V 参考电压, 通过调理电路, 使输出信号uout _ s 的电平范围满足要求。&/p&&br&&p&D/ A 调理电路的数学关系如式( 2) 所示。&/p&&br&&br&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-dff_b.png& data-rawwidth=&275& data-rawheight=&22& class=&content_image& width=&275&&&/figure&&p&( 2)式中, Vre fo ut 为AD5668 产生的21 5 V 参考电压。&/p&&p&&strong&4 UART 串口通信&/strong&&/p&&br&&p&根据设计指标, 系统共需要8 路串口通信, AT91RM9200自带4 路串口通信, 由ST 16C654 对4 路外扩串口通信进行控制, 其电路原理图如图5 所示。串口通信电路工作方式在RS232、RS422、RS484 之间可设置。通信速率和中断号由系统软件设置。实验证明, 该电路部分可提供稳定的串行通信端口。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-8a4d6a5f95c5b46d4c8adf436b599ff4_b.png& data-rawwidth=&363& data-rawheight=&167& class=&content_image& width=&363&&&/figure&图5 外扩串口通信电路原理图&br&&/p&&p&&strong&5 DBUG串行调试口&/strong&&/p&&br&&p&由ADM3202 实现DBUG 串行调试口电路的控制。系统经由DBUG 串行调试口下载程序, 进行启动和调试。&/p&&p&&strong&系统软件调试&/strong&&/p&&br&&p&系统硬件设计完成后, 需要配备相应的软件系统方能完成任务。将硬件电路板( 称为目标板) 用串口数据线通过DBUG串行调试口与普通PC 机( 称为宿主机) 连接, PC 机须装有Redhat91 0 软件, 这样就构成了整个系统平台, 系统结构示意图如图6 所示。系统软件调试工作分为内核裁剪和驱动程序编写两步。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-6bd55e9f320b8fee6edc410cc41954a4_b.png& data-rawwidth=&297& data-rawheight=&68& class=&content_image& width=&297&&&/figure&图6 调试系统结构示意图&br&&/p&&p&&strong&1 Linux 内核裁减&/strong&&/p&&br&&p&本系统采用了Linux - 21 41 19 版本的内核, 用make menuconf ig 命令进入内核配置界面, 对内核进行裁剪, 即将需要的项选中不需要的去掉, 完成设置后, 退出并保存设置, 然后执行make zImag e 命令, 就编译生成了自己定制的内核映像文件。最后将内核烧写到系统中, 则完成了系统内核的裁剪。&/p&&br&&p&&strong&2 驱动程序的编写&/strong&&/p&&br&&p&Linux 系统中设备都可以作为文件来加载和处理, 本系统的外设主要包括AD 电路、DA 电路及串口通信电路, 都属于字符设备。字符设备驱动程序的流程图如图7 所示。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-f29f7dbeafcd79627fdc31fc537c7ff9_b.png& data-rawwidth=&408& data-rawheight=&183& class=&content_image& width=&408&&&/figure&图7 字符设备驱动程序流程图&/p&&p&设备驱动程序的主要内容包括: 设备注册、打开设备、读写设备、获取内存、打印信息、释放设备、设备卸载。驱动程序编写好之后, 采用直接加载到目标板的方法进行调试。调试流程如图8 所示。调试信息通过串口打印在宿主机的minicom 屏幕上, 这样便可进行调试。有问题时切换至编辑编译, 重新在开发板上运行, 直至程序工作正常。程序无误则显示该设备已经成功加载。驱动程序编写并且调试完成后, 下一步进行相应的应用程序开发。&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-86f59c272a7fdeef54aafd40dfac65fc_b.png& data-rawwidth=&319& data-rawheight=&349& class=&content_image& width=&319&&&/figure&图8 驱动程序调试流程&br&&/p&&p&&strong&结论&/strong&&/p&&br&&p&这儿主要研究了基于ARM 的嵌入式信息处理平台的设计过程, 该平台拟应用于某型无人机飞控计算机, 目前已经完成了硬件平台的初步设计和系统软件的简单调试工作, 实践证明了本设计方案合理可行, 能满足无人机飞控系统对精度和实时性的要求, 下一步的工作是对硬件进行工程化设计和开发相关应用程序。&/p&
导读：作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案; ARM 嵌入式处理器及Linux 嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景; 研究了基于ARM- Linux 的某型无人机飞控计算机的实现方法, 给出了系统总体设计方案…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-4acb0c3e20cc64d061deed_b.jpg& data-rawwidth=&1920& data-rawheight=&775& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1920& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-4acb0c3e20cc64d061deed_r.jpg&&&/figure&首发于微信公众号文章&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI3MjQyODcxNg%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D0cb1ad95d443d707eab22%26chksm%3Deb33f9a6dc3cf55d6ad8b6a9a70d2f6dfb156c1a45faf%26scene%3D0%23rd& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&【Automated Science系列】实验室自动化和云端实验室——解放手工作业科研劳动者&/a&，根据讨论内容做了适当删改，拆分成上下两部，分别可在3~5分钟内阅读。本章封面摘自Edinburgh Genome Foundry。&p&上篇：&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/p/& class=&internal&&Automated Science系列：解放手工作业科研劳动者（上）——实验室自动化 - 蓝晶实验室 Bluepha Lab - 知乎专栏&/a&&/p&&p&下篇：&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/p/& class=&internal&&Automated Science系列：解放手工作业科研劳动者（下）——云端实验室 - 蓝晶实验室 Bluepha Lab - 知乎专栏&/a&&br&&/p&&p&&i&编者评论：常有人认为，合成生物学的关键是元件，而生物元件的搜集与开发本身是一项艰巨的工作。受限于系统生物学认知的匮乏，合成生物学基础研究，尤其是定量生物学领域的成果与实际应用之间现阶段还存在巨大鸿沟。这种鸿沟并非是个别成功的特例能够弥合的。这种形势决定了高通量手段在合成生物学发展过程中的决定性作用——而自动化无疑是一个工程面向的学科最关注的技术之一。我最近在爱丁堡大学目睹了一项合成生物学自动化平台“Edinburgh Genome Foundry&，爱丁堡大学Dr. Patrick Cai是这一项目的关键负责人，而这一平台是全球多个合成生物学自动化项目中的代表之一。本次我们邀请到大家已经熟悉的Bluepha专栏作家郭昊天撰文，为读者带来他的亲身经历以及对合成生物学自动化的独到观点。&/i&&br&&/p&&p&----正文分割线（视频预警）----&/p&
绝大部分科研工作者都是十足的&b&无产阶级&/b&：生产资料全靠分配，日均工作时间12-16小时不等，工资微薄待遇可怜，成果所有权上交学校。而大多数科研成果都不具有快速变现的可能，作为一种发展性公共产品完全跳出了供求关系市场调节。科研人员如果不去赚些外快，只能靠国家宏观调控能够多赏两口饭吃。因此，想主动解放科研行业的劳动者，只好改造科研工作者的工作方式了——&b&比如，像这样用机器人代劳一部分苦力活？&/b&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-bae7bd4ed00d83d022390eede29425d4_b.jpg& data-rawwidth=&480& data-rawheight=&271& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&480& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-bae7bd4ed00d83d022390eede29425d4_r.jpg&&&/figure&&a class=&video-box& href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//v.youku.com/v_show/id_XMTU5NTEyMjg0NA%3D%3D.html%3Ffrom%3Ds1.8-1-1.2%26amp%3Bamp%3Bspm%3Da2h0k..0& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&& data-name=&iBioFAB at University of Illinois—在线播放—优酷网，视频高清在线观看& data-poster=&& data-lens-id=&&&
&img class=&thumbnail& src=&&&&span class=&content&&
&span class=&title&&iBioFAB at University of Illinois—在线播放—优酷网，视频高清在线观看&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
&span class=&url&&&span class=&z-ico-video&&&/span&http://v.youku.com/v_show/id_XMTU5NTEyMjg0NA==.html?from=s1.8-1-1.2&spm=a2h0k..0&/span&
&br&&i&美国伊利诺伊州立大学香槟分校赵惠民教授在2014年“合成生物学：工程、进化和设计”（SEED）会议上播放的一段视频，iBioFab中心的全自动化平台的工作流程第一视角&/i&&br&&p&在目前的科研领域，尤其是生物学领域中，很大一部分还是劳动密集型的。在商业公司实习生每天准备咖啡的时候，我们在天天准备培养基（能喝吗）；等他们变成正式员工开始赚钱的时候，嗯，我们还在准备培养基。
&br&&/p&&p&&i&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-f88dc8636484_b.jpg& data-rawwidth=&195& data-rawheight=&253& class=&content_image& width=&195&&&/figure&为了研究细菌如何进化出用柠檬酸盐功能的新技能，&/i&&i&Zachary
Blount&/i&&i&需要堆积成山的培养皿完成细菌传代进化与挑选&/i&&/p&&p&
实验室集成自动化，用机器代替人做这些无穷无尽的重复工，是一个呼之欲出的解决方案。其实实验室自动化并不是什么新鲜事物，从PCR仪等等开始，人们就已经在对实验室的各种常规实验进行自动化和集成化的改进。我高中时代的生化实验课老师，他上学的时候还做过水浴锅PCR：把三口水浴锅设成PCR需要的变性、退火、延伸三个温度，拿一个秒表，管子在一个水浴锅内放够时间就迅速扔到另一个锅里。整个实验如履薄冰，一不留神就放错，一次也做不了太多个样品，极其繁琐不说，一些复杂的PCR设计，比如温度梯度、touch-down PCR等等几乎难以操作。而自动化PCR仪就方便多了，把反应体系准备好，然后设定好程序，在机器里面煮上一两个小时，就可以出锅收DNA扩增产品。 &/p&&br&&p&&i&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-71fa385228aeea3380789_b.jpg& data-rawwidth=&374& data-rawheight=&279& class=&content_image& width=&374&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-de2bad5fbce1d925e94ca6743afacb7a_b.jpg& data-rawwidth=&386& data-rawheight=&194& class=&content_image& width=&386&&&/figure&上图是第一代自动PCR仪，可以看出一套输送冷热水的管子控制样品的温度变化。下左图是一个大水浴锅，应该不会有人用它再做PCR了；下右图则是某品牌PCR仪（图片来自网络）&/i&&/p&&br&&p&
相比PCR仪的普及，很多实验室自动化设备还不为人知，今天不妨简单介绍一些（开始进一段广告）：&/p&&p&&b&你是不是一天要倒一百多块平板的培养基，涂完平板转天还得一个一个菌落数到眼瞎？先买一台自动倒平板的（Auto
Dish Filler），再买一个自动菌落计数器吧！&br&做突变体研究的同学们，是不是没事就要成千上万地提取DNA、RNA到手抽筋？不要慌，买一台自动核酸纯化仪吧!&br&研究细胞调控通路的同学们，还在一次又一次地辛辛苦苦地做western
blot蛋白鉴定结果却丑的不能见人吗？不要急，买一台simple
western分析仪吧！&br&还在加样一加96孔?n板到天荒地老吗？快来买一个自动分液平台吧！&br&……&/b&（广告完毕）&/p&&br&&p&&b&除了自动化设计，对多个仪器进行集成，也可以极大地提高实验效率。&/b&2013年来自伦敦大学学院（UCL）在国际遗传工程机器（iGEM）比赛中展示了一个集成的便携的DNA分析实验平台，便于市民科学爱好者（citizen scientist）使用。如今他们的产品经过几代优化，已经正式成立了初创公司发行产品Bento
Lab。这套产品配合一些试剂盒，可以用于一些常规的DNA分子实验和分析，比如说利用STR遗传位点扩增做个亲子鉴定（并不是追热点打广告）。 &/p&&p&&i&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-65cd2ef0b743d016fdb47_b.jpg& data-rawwidth=&288& data-rawheight=&229& class=&content_image& width=&288&&&/figure&Bento Lab&/i&&i&基本款产品，可以进行&/i&&i&PCR&/i&&i&、离心、电泳等常规的&/i&&i&DNA&/i&&i&检测实验&/i&&/p&&br&&p&
如果再有一些机械手负责在各个仪器模块之间传递样品（其实就是端盘子），那能更加减少人的操作，只要有合理的程序编辑，就可以全自动地完成特定任务而完全不用人类手工操作。对于一些特定的任务（容易构建标准化工作流程的），现在有较为集成化的工作平台可以实现局部的全自动化。一些有工程师帮助的实验室甚至可以自己利用商品化的零件搭建一个&b&全自动的工作平台&/b&。就像在文章开头展示的ibiofab的工作平台，人类只要在玻璃窗外做葛优躺，看着这些机械手默默工（zhuang）作（b）就可以了。&/p&&p&&i&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-7c78f93a88af1ec2c8b9_b.jpg& data-rawwidth=&408& data-rawheight=&198& class=&content_image& width=&408&&&/figure&美国伊利诺伊大学&/i&&i&iBioFab&/i&&i&的全自动工作平台，来自&/i&&i&Thermo
Fisher&/i&&i&的机械手负责传递样品，从而连接各个功能模块和储藏设备，完全脱离人工实验操作。&/i&&/p&&br&&p&
然而话虽这样说，你们实验室负责人大概还是不会去购办这些设备（尽管很多一起并不比PCR仪贵到哪里去╮(╯_╰)╭）。直到目前为止，绝大多数的实验，很多实验室仍然安排人而不是买机器去操作，即使实验的劳动量非常大，甚至需要接触许多有毒有害试剂。一个例子如蛋白质分离鉴定常用的PAGE凝胶电泳，国内大多数实验室仍安排实验人员自行制备PAGE凝胶。我高中大学期间做过无数块PAGE凝胶，制备起来是相当的不方便。而且原料中存在的神经毒素也有一定的污染问题。事实上，市面上是有各种类型的PAGE凝胶的成品销售的，不但快速可靠，没有有害原料残留问题也安全的多。一些实验室至今还在大量地使用需要反复洗刷的玻璃培养皿，尽管一次性培养皿是如此的便宜安全。&b&归根到底，无非是观念问题或者成本问题&/b&，认为、或者（在我国）真的是人力成本要远远低于制备“高级”耗材和仪器。另一方面仪器控制系统的软件安装、学习和重组织的时间和人力成本也要考虑在内。就算过些年我国的人力成本增高，我们还可学习美帝，到比我们人力成本低的国家去找博士后来嘛……&/p&&p&那广大的科研人员就因此没有希望利用到机械自动化从而解放个人生产力了吗？也不尽然，其实另有途径，请听下回分解。&/p&&p&&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/p/& class=&internal&&Automated Science系列：解放手工作业科研劳动者（下）——云端实验室 - 蓝晶实验室 Bluepha Lab - 知乎专栏&/a&&/p&
首发于微信公众号文章，根据讨论内容做了适当删改，拆分成上下两部，分别可在3~5分钟内阅读。本章封面摘自Edinburgh Genome Foundry。上篇：
&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-c489cbc59bbef5e5d932edc4e14ef4db_b.jpg& data-rawwidth=&1111& data-rawheight=&830& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1111& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-c489cbc59bbef5e5d932edc4e14ef4db_r.jpg&&&/figure&&p&&b&申明：这篇文章初稿由武汉库柏特科技杨洪同学整理，在此发出。(多图)&/b&&/p&&p& 上回整理的是关于协作机器人末端执行器，后来八月底在美国参加了CASE会议后，发现的确末端执行器是一个很大的问题，很多研究组和创业公司也在积极的探索新的末端执行器， 包括各种形式的软手（soft hand）。其中特别有意思的是关于Amazon Picking Challenge的总结，见下图，可以看到，其中Mechanical Design是排名第二的Missing Skill。恰好在我即将做的一个知乎Live（&a href=&https://www.zhihu.com/lives/487680& class=&internal&&Live&/a&）中， 有位朋友问到机械机构设计是否没有发展了。希望下面这副图能给你一点信心，不是没有发展前途，而是机器人方向需要的结构设计与传统意义的结构设计有着很大的区别。这个话题在此就不讨论了，今天我们实际想说的是下面Missing Skill中第一名：机器视觉，说得更大一点就叫&b&机器感知&/b&，包括各种模态的传感信息的感知。&/p&&p& 本文涉及到的PPT会在文末给出下载链接：&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-ffa32cd849fc1fdf18b2a5a4a5bc2364_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-ffa32cd849fc1fdf18b2a5a4a5bc2364_r.jpg&&&/figure&&p&机器人为了感知外部世界的信息，人们想到模仿甚至超越自身灵巧的组织来感知周围环境，故逐渐研究出各式各样的机器人传感器，并将探知的信息传递给控制器，帮助控制器做出正确的决策。 传感器的重要地位，从下图的机器人广义定义中也可以看出： 感知到动作的智能连接。（图片来自De Luca的课件）&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-fadbfd6926_b.jpg& data-rawwidth=&798& data-rawheight=&509& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&798& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-fadbfd6926_r.jpg&&&/figure&机器人的传感信息，大致可以分为以下几类：&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-3ff848ca9e9d4b9cb6168d_b.jpg& data-rawwidth=&589& data-rawheight=&460& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&589& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-3ff848ca9e9d4b9cb6168d_r.jpg&&&/figure& 在本次协作机器人研讨会中，很多参会者重点讨论了协作机器人所用到的六维力传感器(six-axial
force sensor)、视觉传感器(vision
sensor)及触觉传感器(trctile
sensor)。什么是六维力传感器呢？ 我们看一下锐聪机器人和OPTOFORCE公司分享：&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1a14bf4dc8f133c2fb25b3e7c197a998_b.jpg& data-rawwidth=&891& data-rawheight=&328& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&891& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1a14bf4dc8f133c2fb25b3e7c197a998_r.jpg&&&/figure&为什么要选用六维力传感器呢，它能用在那些地方？&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-ad982c2e0df9d820f1d1_b.jpg& data-rawwidth=&853& data-rawheight=&365& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&853& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-ad982c2e0df9d820f1d1_r.jpg&&&/figure&协作机器人的应用中，六维力传感器该怎么使用，它能传递哪些信息，怎么应用这些采集到的信息呢？关于力控在工业中的应用，似乎也到了一个分水岭了。&p&一个很常见的应用就是打磨，力控打磨是很多公司都意识到的一个未来应用，但目前尚未大面积普及，原因有很多：稳定性，价格，性能指标，机器人接口等等。下图是我们公司最近做的一个力控打磨应用，目前还在测试阶段。工业机器人上的力控给我自己的感觉就是，入手容易，做好太难，各种小细节都要考虑到，这也是我们一直在努力的方向。&/p&&p&我们再来看看协作机器人中视觉传感器的应用，视觉传感器是视觉系统中的一部分。视觉系统是机器人走向智能的核心入口，所以视觉传感器是协作机器人必不可少的元件之一。视觉传感器作为视觉系统的硬件感知部分，主要由：敏感元件、光学系统及光源系统组成。机器人视觉系统常用结构光和飞行时间法（TOF）等原理来实现定位定姿。我们一起来看下几位博士研究中用到的视觉传感器，其中来自日本的Kenji Tahara
教授用视觉来估计物体位姿, 来自英国帝国理工的
Huang博士用视觉来引导手术机器人，来自德国的Qiang Li博士用视觉来获得物体点云：&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-6c183ec3c725886edf7fe_b.jpg& data-rawwidth=&430& data-rawheight=&357& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&430& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-6c183ec3c725886edf7fe_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-69cf8e026faa78e053b6e7_b.jpg& data-rawwidth=&857& data-rawheight=&362& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&857& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-69cf8e026faa78e053b6e7_r.jpg&&&/figure&我们继续来了解下触觉传感器,
触觉是机器人获取环境信息的一种仅次于视觉的重要直知形式，与视觉不同，触觉本身有很强的敏感能力，可测量荷重、分布压力及力矩等物理属性。触觉可用于进行机器人抓取作业中。从下图，我们可以看一下较成熟的两个带触觉的机械人手及库柏特开发的一款带压力感应橡胶的机器人软手。&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-5b8ef319b78cfdfe777c_b.jpg& data-rawwidth=&854& data-rawheight=&220& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&854& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-5b8ef319b78cfdfe777c_r.jpg&&&/figure&来自德国比勒费尔德大学的科学家李强博士，做了题目为“基于视觉 - 触觉伺服控制未知对象操作” 着重讨论了机器人集成视觉和触觉以实现高效的伺服控制。见下图：&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-2cb0cfa3ef9b28a52de8d0_b.jpg& data-rawwidth=&903& data-rawheight=&247& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&903& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-2cb0cfa3ef9b28a52de8d0_r.jpg&&&/figure&&p& 另外在前面的几个报告中，其实介绍了包括Syntouch， iCub Skin在内的诸多传感器，见下图。其中第一幅图是Syntouch的内核，上面包含22个电极。第二幅图是对Syntouch 传感器连接部分的一个小改进，用来解决SynTouch容易过饱和的问题。&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-f13e2853bac4b87ada222_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-f13e2853bac4b87ada222_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-c8bccb9d46cb8ff6bbbd73_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&1280& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-c8bccb9d46cb8ff6bbbd73_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-d7fbffabad63_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-d7fbffabad63_r.jpg&&&/figure&另外一些传感器我们经常用到的，包括TexScan，Sick, OptiTrack 等等&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-db57bef22d02cda6cb7b96e_b.jpg& data-rawwidth=&886& data-rawheight=&885& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&886& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-db57bef22d02cda6cb7b96e_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-930e1a3f3d6b_b.jpg& data-rawwidth=&650& data-rawheight=&452& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&650& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-930e1a3f3d6b_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-f194d27fbe14b4b651c68c_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&680& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-f194d27fbe14b4b651c68c_r.jpg&&&/figure&传感器技术是机器人，特别是协作机器人的核心问题，我们在这里只是浅显的讨论一下，后续会抽出专门的时间写一篇学术文章。&/p&&p& 文中Slides下载地址（&b&学会翻墙，善用google&/b&）：&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/4xge0j0zeilrowi/Fengtao_cobot_2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/4xge0j0ze&/span&&span class=&invisible&&ilrowi/Fengtao_cobot_2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/snymyn56gvo0wwd/Kenji_cobot_2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/snymyn56g&/span&&span class=&invisible&&vo0wwd/Kenji_cobot_2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/eiuc3ue76m9bc3e/Marton_cobot_2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/eiuc3ue76&/span&&span class=&invisible&&m9bc3e/Marton_cobot_2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/77fn815gc7jjh4c/Qiang_cobot2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/77fn815gc&/span&&span class=&invisible&&7jjh4c/Qiang_cobot2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.dropbox.com/s/a5ecrtpcrfm9m6x/Bidan_cobot_2016.pdf%3Fdl%3D0& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&dropbox.com/s/a5ecrtpcr&/span&&span class=&invisible&&fm9m6x/Bidan_cobot_2016.pdf?dl=0&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p& IROS 2016关于这个主题的workshop：&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//home.deib.polimi.it/zanchettin/IROS2016/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&IROS 2016 Workshop&/a&&/p&&p& 个人精力有限，十分希望有朋友能够整理组织这方面的资料。&/p&&p& 欢迎在下个月的live上讨论：&a href=&https://www.zhihu.com/lives/487680& class=&internal&&Live&/a&&/p&
申明：这篇文章初稿由武汉库柏特科技杨洪同学整理，在此发出。(多图) 上回整理的是关于协作机器人末端执行器，后来八月底在美国参加了CASE会议后，发现的确末端执行器是一个很大的问题，很多研究组和创业公司也在积极的探索新的末端执行器， 包括各种形式的…
&p&&b&摘 要&/b&:介绍了一种新的基于Matlab/ RTW(Real2Time Workshop) 和VxWorks 实时操作系统的&br&&/p&&p&仿真方法,构建了基于Simulink 的某型无人机飞控系统仿真模型,可自动生成优化的嵌入式实时仿真代码、在线调整模型参数并监视仿真数据。与传统的手工编写和修改仿真模型代码的方法相比,加速了半物理仿真平台的研制。通过使用该平台对某型无人机飞控系统进行了大量的实时半物理仿真,优化了控制律。&/p&&p&一般的飞控系统仿真总是分为2 个阶段:纯数字仿真阶段和半物理仿真阶段。飞控系统半物理仿真平台的研制除了设计和构建半物理仿真的硬件平台之外,一个工作量很大的内容就是开发半物理仿真软件。而传统的半物理仿真软件开发都是由开发人员手工编写仿真代码,工作量大且容易出错。对于一般的开发过程虽然能在纯数字仿真阶段使用Matlab 等仿真软件开发仿真模型,但是到了半物理仿真阶段还需要人工把在纯数字仿真阶段使用的仿真模型翻译成可以被实时仿真机执行的代码而不能直接利用数字模型。怎样才能利用已经开发好的仿真模型,直接把这些模型放到仿真机中运行呢?Matlab RTW(Real2TimeWorkshop 实时工作空间) [1 ] 能够实现这一功能。使用基于Matlab/ RTW的实时仿真方法将大大减少仿真软件的开发量、避免各种手工编写代码出现的错误、缩短半物理仿真平台的开发周期。&/p&&p&&b&1 基于Matlab/ RTW 和VxWorks 操作系统的实时仿真方法&/b&&/p&&p&RTW 是MA TLAB 图形建模仿真环境Simul2ink 的一个重要补充功能模块,简而言之,它是一个基于Simulink 的代码自动生成环境。它能直接从Simulink 模型中产生优化、可移植的嵌入式实时代码[2 ] ,并且能够根据目标机配置自动生成适合该目标机软硬件环境的可执行程序,既支持x86 、DSP、PowerPC 等目标机硬件也支持Dos、VxWorks、xPC等操作系统。RTW 除了可以将Simulink 模型自动转换成代码在目标机上运行外,还支持基于模型的在线调试(即在半物理仿真进行过程中在线修改仿真机中模型参数、监视仿真数据) 。因此使用RTW进行实时系统的设计、仿真、测试可以缩短系统开发周期并降低成本。&/p&&p&VxWorks 操作系统[3 ] 是美国WindRiver 公司于1983 年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS) 。该操作系统以良好的可靠性、卓越的实时性、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌入式实时操作系统领域处于世界领先地位,被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术领域及实时性要求极高的领域中,如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。&/p&&p&在美国的F216 、FA218战斗机、B22 隐形轰炸机和爱国者导弹上,甚至连1997 年4 月在火星表面登陆的火星探测器上也使用了VxWorks 操作系统。所谓基于Matlab/ RTW 和VxWorks 的实时仿真方法就是应用Matlab/ Simulink 模块框图建立起仿真系统模型,以图形化方式对算法进行概念化,在搭建起半物理仿真硬件平台后使用RTW 自动代码生成功能,生成可以在VxWorks 实时操作系统上运行的仿真模型的实时C 代码;使用在线调参功能修改仿真模型参数,直至整个半物理实时仿真平台完全调通。基于Matlab/ RTW 的实时仿真方法实现了一种新的快速从纯数字仿真到半物理仿真的一体化过程。其仿真流程图如图1 所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-36c440b13e3c092b628f02e3ee9785ea_b.png& data-rawwidth=&428& data-rawheight=&412& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&428& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-36c440b13e3c092b628f02e3ee9785ea_r.jpg&&&/figure&&p&基于Matlab/ RTW 的仿真过程开始于仿真模型的构建,首先在Simulink 下建立起仿真模型进行数字仿真修正系统设计,然后使用RTW 将仿真模型生成实时代码并下载到目标机中,使用外部模式在线调整仿真参数,根据仿真结果修改仿真模型,如此往复直到满足设计要求为止。&/p&&p&&b&2．无人机飞控系统仿真平台设计与实现&/b&&/p&&p&&b&2&/b&. &b&1 系统结构&/b&&/p&&p&该型无人机飞控系统半物理仿真平台[4 ] 系统结构如图2 所示,整个平台用2 台工控机1 台PC 机实现,PC 机作为主控计算机,工控机分别作为转台驱动目标机、无人机仿真目标机。考虑到仿真的实时性以及该型无人机飞控计算机使用VxWorks 操作系统,无人机仿真目标机使用WindRiver 公司的VxWorks 实时操作系统,转台驱动目标机使用由Matlab 软件自身提供的xPC 实时操作系统。&/p&&p&主控计算机上运行Matlab ,其主要作用是在仿真前进行无人机动力学模型和转台驱动模型的构建、数字仿真、目标机代码生成,在仿真中通过RTW 外部模式在线修改无人机模型中各种参数、获取各种仿真数据;主控上位机上还运行VxWorks 操作系统的集成开发环境Tornado ,完成VxWorks 操作系统内核的生成、主机和目标机的搭接、下载由RTW 生成的嵌入式实时目标机代码等。&/p&&p&同时主控计算机通过Matlab 的命令窗口实现与运行xPC 的转台驱动目标机的搭接、仿真模型的下载、仿真的起停控制等。主控计算机还可以选择运行自行开发的仿真控制软件,仿真控制软件将Tornado 和Matlab 对目标机的搭接、模型代码下载、仿真起停控制、仿真数据回采显示等功能融为一体,实现便捷的仿真控制。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f876e943db41fb4f99d95e460d6c78d8_b.png& data-rawwidth=&458& data-rawheight=&259& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&458& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f876e943db41fb4f99}
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