《开源鸿蒙领学课堂-AI赋能系列-具身智能专题第五期》直播回顾

主控飞控一体化，开源鸿蒙如何赋能无人机智能化？

 

分享嘉宾：黄灿铭
金砖国家未来网络研究院（深圳）无人机系统软件与算法研究员

 

 

导读

在具身智能场景里，无人机一直是一个很特别的方向。它既有“本体”属性，也高度依赖感知、控制、规划和实时执行能力。相比轮式机器人或机械臂，无人机对系统时延、控制频率和软硬件协同的要求更高。

当前主流无人机架构，大多采用“机载电脑 + 飞控MCU”的分离式设计：机载电脑负责运行视觉、建图、定位、规划等复杂算法；飞控负责姿态控制、电机驱动和实时闭环执行。这样的架构成熟稳定，但也存在一个越来越明显的问题——主控与飞控之间的通信带宽和协同效率，正在成为更高阶算法落地的瓶颈。

 

在本期直播中，黄灿铭围绕“主控飞控一体化无人机的探索”，介绍了主控飞控一体化技术的意义、当前基于PX4的适配进展、硬件形态设计，以及这项工作与开源鸿蒙无人机SIG的关系。

一句话概括本次分享的核心内容：主控飞控一体化，不只是架构调整，而是在为更高带宽、更高频控制和更复杂算法上机创造条件。

为什么要做主控飞控一体化？

当前主流方案是：传统无人机一般是SoC跑Linux，负责高层算法；MCU跑RTOS，负责飞控。机载电脑算出位置、速度或角速度等控制指令，再通过通信协议发送给飞控执行。

这种方式的优点是分工清晰、工程上成熟，但问题也很直接：主控和飞控是分开的，通信链路天然存在带宽、时延和协同效率限制。

当无人机需要部署更复杂的感知与控制算法时，这种限制会越来越明显。比如：

状态观测与估计希望更快闭环

控制算法希望跑得更高频

MPC、NMPC这类现代控制方法希望真正上机

未来端到端智能控制也需要更紧密的系统协同

因此，主控飞控一体化的意义就在于：把原本分离的主控与飞控尽可能放到同一SoC或更紧密的体系内，借助线程间、进程间通信替代传统跨板通信，提升整体控制链路效率。

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一体化路线怎么选？

直播中介绍了两条主要路线。

路线一：AMP

即异构多核架构：应用核运行Linux，实时核运行RTOS，双方通过共享内存和消息机制通信。

该架构的优势是与传统方案差别不算太大，系统迁移相对平滑；但不足在于，共享内存同步机制更复杂，而且可选芯片平台较少。

路线二：SMP

即更多能力直接放到Linux体系中，通过进程、线程通信完成主控与飞控协同。

这条路线的优点是通信带宽更大、可选平台更多、平台迁移相对容易；但挑战也很明显：实时性和可靠性要求更高，原本在MCU上运行的一些飞控算法也需要重新适配或移植。

从直播内容来看，这项探索本质上是在找一个平衡点：既希望获得更强的系统协同能力，又要尽量守住无人机控制对实时性和稳定性的要求。

 

当前已经做到了哪一步？

在飞控软件方面，当前主要基于PX4进行适配，已经在多种SoC上开展工作，包括：

V3S：已实现基本飞行

RK3566：已实现基本飞行与一体化图传，物体识别、追踪Demo和MPC/NMPC部署仍在推进

RK3588S：已实现基本飞行

RV1106：已实现基本飞行，一体化图传在推进中

 

这说明，主控飞控一体化并不是停留在“想法”，而是已经在多个平台上跑通了基础能力，并开始往图传、识别追踪和现代控制算法方向延伸。

硬件上，团队也在探索适配zero形态SBC的飞控拓展板，把IMU、电子罗盘、气压计、协处理器、网卡等能力集成到一起。

以基于RK3566的Mini150为例，已经具备手动、自稳、光流定点、GPS定点等模式，说明整套方案正在从验证走向更完整的系统形态。

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这和开源鸿蒙有什么关系？

这类一体化探索，未来怎么接入开源鸿蒙具身智能体系？

直播中提到，后续的重要工作之一，就是把主控飞控一体化能力逐步移植到开源鸿蒙。与此同时，开源鸿蒙具身智能UAV SIG也在推进更系统的事情，包括：

构建基于开源鸿蒙的无人机标准软件架构

定义无人机HAL、飞行控制中间件和分布式服务接口

推动跨厂商硬件兼容

利用开源鸿蒙分布式能力支持多机协同、人机交互和自主决策

提供工具链、仿真平台和典型应用，降低开发门槛

也就是说，主控飞控一体化解决的是无人机内部控制与计算协同效率的问题；而开源鸿蒙要承接的，是标准软件架构、分布式能力和生态化落地的问题。

前者更偏技术路径探索，后者更偏平台和生态建设。两者结合起来，才有可能把无人机从“能飞”进一步推进到“更智能、更协同、更易开发”。

 

总结：一体化不是终点，而是无人机具身智能向前走的一步

从本次直播内容看，主控飞控一体化的价值在于：不是为了简单减少一块控制板，而是为了提升主控与飞控之间的协同效率，让更高频控制、更复杂感知算法和更先进控制方法真正有机会跑起来。

而放到开源鸿蒙具身智能项目里看，这项工作又不仅是无人机单点技术探索，更是在为未来基于开源鸿蒙的无人机标准架构、分布式协同和生态建设提前铺路。

换句话说，主控飞控一体化解决的是“怎么飞得更高效”，开源鸿蒙要进一步解决的，是“怎么让无人机能力更标准化、更智能化、更易于开发和协同”。

 

直播回放

 

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审核编辑 黄宇