0 前言/碎碎念

仓库地址： https://github.com/kid-king-x/DartGuide2025-Helios

DartGuide2025-Helios/

├── Emulation/ 仿真

│ └──── Guidance_algorithm/ 制导算法仿真

│ └──── aerodynamics/ 空气动力学仿真

├── Harware/ 硬件

├── Software/ 软件

│ └──── ESP32/ ESP32的开发流程经验代码

│ └──── MaixCDK/ MaixCDK的代码（最新的制导版本代码代码，具体是在examples/gui_simple下面，之后我会重构一份业务代码分开的版本，现在这个版本看起来代码稍微有点乱，因为当时时间不是很够，）

│ └──── maixcdk的开发/ MaixCDK的开发经验

│ └──── 比例导引的计算/ 个人对于比例导引与舵面控制的浅薄的认知

感觉标题有点诈骗，准确来说，我们的制导飞镖，没有命中过一次，只有打到擦边的位置。从机械出镖，到电控拿到手调参，只有一周的时间，受限于电控（我）对于气动还是不够了解，也受限于容易碎掉的机械。不过还是想把这个赛季做的东西开源出来，虽然看起来好像有点不知廉耻hhhh，但也希望对别的队伍哪怕只有一点点的帮助。

制导镖.jpg

1 硬件与软件的迭代

硬件上迭代了四个大版本，或者也可以说是五个。

版本	型号
Version 1	ESP32-S3
Version 2	RV1126
Version 3	OpenMV
Version 4	MaixCam

先从最新版本来说吧

1.1 MaixCam方案-最新Version4

1.1.1 方案分析

MaixCam最显著的一个缺点就是贵，一块maixcam-lite带sd卡就要249，摄像头里面，GC4653稍微便宜一点，但是fpc线长度不能随意（其实也可以，只是当时太忙了，没能自己动手画fpc），OS04A10贵，一颗摄像头289，但是是标准的22Pin的fpc接口，线长可以随意定制，并且GC4653最高只支持到30fps@2k与60fps@720P，对于制导镖来说是不够的（不过后来看了风暴的内录，有点推翻了我追求高帧率的想法），而OS04A10的sensor本身支持极高的帧率，2K@90fps,720p@180fps,360p@360fps，不过我目前也只是用到90fps，但主控的限制，到不了2K（可能也是算法的限制）。官方还支持一款SC035HGS，不过这款我没用过，不做评价。

MaixCam的开发如果是用Maixpy的话，可能是我没直接去修改底层api的问题？纯跑视觉都跑不到90fps@360fps，对比使用MaixCDK开发，Maixpy毕竟多了micropython这个抽象层。所以最后的开发方案就是，使用maixcdk，然后几乎用完所有的引脚，将下位机飞控部分、舵机控制部分也全部丢到了maixcam去处理，并且开多线程，也算是无下位机？

但是MaixCDK开发，怎么说呢，里面容易藏很多神奇的抽象的开发问题，并且最好熟悉cmake，笔者这个赛季就是cmake没好好学，开发起来有丢丢难受。并且受限于linux实时性问题，比如如果你直接用maixcdk自带的pwm控制的话，控制四个舵机的时间是2ms，这可太难受了，所以我修改了官方底层对pwm的控制代码，通过修改文件描述符来保持文件常开以加快PWM，勉强提升到0.8ms。

还有个比较难受的就是关于maixcdk不能同时处理图像与录像，因为格式不一样，尝试直接改底层未成功，所以下个赛季的迭代思路是自研 licheeRVnano，多留出一个pwm的接口，解放之前被pwm占用的wifi接口，放弃录像的想法，而是调试的时候，远程wifi连接观看rtsp推流回传，通过ssh调参。然后 licheeRVnano调用maixcdk库的方案我也已经处理好，写好了文档。

上面这个是未调整好飞行姿态的录像视频

这个是调整空中飞行姿态的录像视频，因为视觉处理暂时无法和录像同步进行，所以采用的是异步log去记录数据，python脚本处理数据。

1.1.2 硬件设计

怎么说呢，maixcam的硬件设计起码迭代了5个版本，其实还不止，因为还分成了有涵道与无涵道的版本，有涵道都迭代了五个版本，可惜时间限制，没能尝试自研，也没能尝试LicheeRV能不能直接替代maixcam，因为硬件上来看，两个好像没看出区别，并且官方说了这个也部分支持maixcdk，所以5个版本的迭代基本的都是为了匹配机械。

这个是最新的硬件3D图

感谢华师TAN7推荐的字体，好看好用。然后下面这条红线这个是板子fpc的接线口，看不到fpc的座子是因为，当时导入jlc的3D模型的时候，maixcam的step文件太大了，超出了jlc的限制，所以被我删掉了。而fpc口子从中间穿出去就能很大程度上节省机械空间（关于3D拼板的设计，见我第一篇开源文章 https://bbs.robomaster.com/article/715946?source=8 ）

实物图是这样的，应该是目前知道的做制导镖里面体积算小的？不过这个设计里面最后悔的是用fpc，天知道这个fpc座子怎么随便就被机械干烂了，maixcam主控的立式fpc这赛季都不知道修多少次了。

有个比较好用的就是，由于maixcam主控自带的typec接口是卧式的，所以如果想要使用typec去连接这个主控会比较麻烦，特别是我早版本的主控设计，更是要从底板的空槽里面伸出去一个接口，就像下图这样，我专门搞了一个typec转接板去过底板的空槽

然后电调的方案用的都是买的成品模块，还没尝试过自研，时间不够，不过小镖群群u 南理工的链式前向星整了个自研电调，之后可以试试复刻看看。

1.2 ESP32S3方案-Version1

IMG_2967(20250602-180223).PNG

这个方案里面用的主控就是上图这个，开发方式是esp-idf，硬件上极其小，但是部分摄像头的引脚定义与乐鑫的esp32s3不同，修改menuconfig的时候就会很痛苦，我没想明白，为什么menuconfig里面的定义与手册里面不一样，修改的时候找不到是最难受的，以及上图这家的引脚定义修改藏在了一个小角落里（可能也是笔者眼神不好，找了很久才找到原理图），不过我给他写了一个完整的开发readme以及报错解决方案，代码工程也在，当时是实现到了可以实时回传视频到前端http上

放弃这个方案的原因是因为，当时没想到在esp32上怎么处理图像数据，因为esp32s3不支持opencv，不过后来小镖群的桂信科的群u短笛君提供了esp32的openmv的一种处理方案，不过当时已经下手了maixcam的方案，所以没有试过可不可行，如果可行的话，自研esp32是要比maixcam方便便宜的，对比openmv还多带来wifi的功能

1.3 RV1126-Version2

这个方案，怎么说呢，哎，我连sdk都找不全啊，磕磕绊绊在wsl下写完了这个方案的关于外设的控制，但代码随着我卸载wsl一起走了。反正不推荐这个

1.4 OpenMV-Version3

这个方案就是参考大工的寰寰了，硬件上的3D图片长这样，通过硬件上集成磁编码器板子和主控openmv+stm32f411

然后实物的视频（接上了涵道的）

涵道看起来一卡一卡的是因为，我的保险丝选型选小了，刚好用的又是自恢复保险丝hhh

2 软件

软件上不知道要说啥，代码是直接开在了仓库里面的，并且代码都有对他的解释，关于maixcdk的开发也写好了README

也有关于比例导引、舵面控制自己微弱的理解的README

3 算法与仿真

3.1 比例导引的仿真

这个算法就是比例导引了，准确来说，我曾经根据matlab搞过他的仿真（好像没找到最终的那个视频）

但很可惜，当时的考虑不够周全，这个是24年10月跑出来的仿真，但是25年5月出机械才能验证这个算法，验证出来就是，当时这版本的仿真没考虑到很多实际的问题，比如说其实应该是三维的比例导引，但是仿真用的只是二维的，比如说涵道对飞镖的射程影响很大，但是仿真也没有考虑到，又比如说可能全程对roll的控制，会极大影响我射程问题等等，~~甚至现在我都没想好怎么去弥补roll对我姿态射程的影响，太耦合了~~。现在想到了一个方法了，可以在仿真里面变量里面加上关于涵道的一个分量，在仿真里面改进比例导引的算法缺陷，或者采用南航卡卡的机械构型，直接放弃涵道，增大舵面控制效果，又或者是今年浙大的机械构型，将可动舵面放在镖体中间，来弥补舵面控制效果不够需要增加涵道的方案。同时涵道电机也有品控以及镖体本身机械设计问题，可能每打五发，涵道电机就坏了。

matlab的代码也都传到了仓库里面。

3.2 Fluent气动仿真

是的，我这个赛季还搞过fluent仿真，可惜没有机械接手，然后我自己画机械图就是这样的，怎么不算一种模拟呢（）

由于当时，嗯，应该是24年11月搞的这个，当时气动方面的知识实在是薄弱，所以自己也不知道自己仿真的意义是什么，可能连仿真失速了之类的都看不出来，只是照着Fluent自家的文档走了一边仿真，但是以为会有人根据机械或者气动知识补充完善这份文档？这个是当时仿真的图，不过这个文档应该可以算是我们队伍第一次使用fluent对空气动力学仿真的一个探索。

仿真的文档，在Emulation下面的aerodynamics，

其实还搞过别的七七八八的仿真，但感觉意义都不大，一年下来，感觉就是，得有实物，不断根据实物去调整算法，去调整仿真，纯仿真脱离实际，纯实物排查不到问题。

final与致谢

哈哈，没想到吧，我的致谢是最先写的，因为这篇开源其实从四月份就想开始写了，只是一直因为某些原因拖到现在，可能是四月份那会儿还心存幻想，具体可以看我b站之前发的一个视频（视频链接放在最后了）

这版飞镖构型应该没有后续了，只留了一发跟着自己离开（问了机械设计者捏）。后面可能还会继续制导飞镖的迭代更新，换一版本机械构型，也会在硬件上重新迭代，降低成本，算法方面现在看来还是太粗糙了。

以为一年很长，冒冒然就下手了有控镖，一年的等待，一年的折磨，一个人的狂欢，一个人的坚持，一个人的在乎。但或许也不是一个人，很感谢小镖群的亲亲群u（这里点名某个群名是RM不忘初心制导镖交流群的群聊），小镖群提供了各种神奇的思路以及技术指导hhh，以及特别感谢大工寰寰，让我的镖避免了一些弯路。写完这段开源，就感觉这个赛季好像做了很多，又好像其实什么都没做，没能打中的制导镖，也没有在哪个方向有个明确的突破，好像都是浅尝？hhh然后开源的只是我个人认为可能是正确的东西，但可能里面会有神奇的错误，只是作为一个参考给大家。

给想下场制导镖的朋友们一个小小忠告，一定要确定队伍以及你的机械/电控是真的想做制导镖。

如果不出意外，这个项目会继续，出意外的话，就是我又找到了别的有意思的东西hhh