无人机如何搭载Jetson TX2实现智能应用？-睿诚科技协会

为什么选择在无人机上安装Jetson TX2？

强大的AI算力： Jetson TX2拥有256个NVIDIA CUDA核心，其性能足以在机载环境下运行复杂的深度学习模型（如YOLO, SSD等），实现实时目标检测、分类和跟踪。
边缘计算： 无需将所有图像数据传回地面站进行计算，直接在无人机上处理，大大降低了通信延迟和带宽需求，实现了真正的实时决策。
高扩展性： Linux系统（基于Ubuntu）提供了极大的灵活性，您可以自由安装各种AI框架（TensorFlow, PyTorch, OpenCV等）和自定义软件。
丰富的接口： 提供USB、CSI、GPIO等多种接口，方便连接摄像头、传感器等外设。

典型应用场景：

智能巡检： 自动识别电力线路、风力发电机、桥梁的缺陷。
精准农业： 识别作物长势、病虫害、杂草。
安防监控： 自动追踪特定目标（如人、车）。
物流配送： 实现更智能的降落和避障。

准备工作

在开始安装之前,您需要准备好以下所有硬件和软件。

硬件清单

类别	具体组件	说明
核心计算单元	NVIDIA Jetson TX2 模块	您的AI大脑，可以是开发者套件或定制板。
	TX2 开发板底座	为TX2模块提供供电、散热和接口扩展。
无人机平台	四旋翼无人机机架	建议 X型或 H型机架，便于安装和配重。
	飞行控制器	强烈推荐Pixhawk系列 (如Pixhawk 4, CubePilot)，它负责飞行控制，与TX2通过串口通信。
	电机和电调	根据无人机大小和载重选择。
	螺旋桨	匹配电机。
	机载电池	高倍率（如C25/C50）的锂聚合物电池，提供足够电流。
	GPS模块	提供位置信息，用于自主导航。
电源系统	DC-DC 降压模块	至关重要！将电池电压（如S 6S ~ 22.2V）稳定降压为TX2所需的12V。
	电源分配板	将电池电压分配给飞控、电调、TX2等。
	电容	并联在电源输入端，滤除电机噪声，防止TX2重启。
通信与传感器	数传电台	用于TX2与地面站之间的无线通信（如WiFi, 4G, 专用数传）。
	机载摄像头	CSI摄像头 (如Raspberry Pi Camera V2) 性能最佳，直接连接TX2的MIPI CSI-2接口，USB摄像头也可用，但性能和延迟较差。
	图传系统	将摄像头画面实时传回地面站，方便监视和调试。
散热系统	散热片/主动散热风扇	TX2在高负载下发热严重，必须做好散热，否则会降频甚至关机。
固定与线材	扎带、魔术贴、支架	固定TX2、飞控、摄像头等。
	杜邦线、XT60插头等	连接各组件。

软件准备

Jetson TX2系统镜像：
- 从NVIDIA官网下载适用于Jetson TX2的L4T (Linux for Tegra) 镜像，推荐使用较新的稳定版本。
- 刷写工具： Linux_for_Tegra 工具包。
地面站软件：
- QGroundControl (QGC)： 强烈推荐，它集成了MAVLink协议，可以方便地与飞控和TX2进行通信，进行参数设置、航线规划等。
AI开发环境：
在TX2上安装Docker,可以轻松部署各种AI框架和环境，避免与系统冲突。

安装步骤详解

安装过程可以分为三个主要部分：硬件安装、软件配置和系统集成。

步骤1：硬件安装与接线

这是最关键也最容易出错的一步。务必在断电状态下操作！

规划布局：
- 将TX2模块和其底座牢固地安装在无人机机架的上层或中心位置,确保重心稳定。
- 将飞控安装在TX2下方或旁边,确保其IMU（惯性测量单元）远离电机和电调，避免电磁干扰。
- 将摄像头安装在无人机前方,视野开阔。
- 重心！重心！重心！ 确保所有部件安装后，无人机的重心位于几何中心，否则飞行会非常困难。
连接电源：
- 电池 -> PDB (电源分配板)
- PDB -> 飞控： 通过一个BEC（稳压模块）为飞控提供5V或6V电压。
- PDB -> DC-DC降压模块： 将电池高压（如22.2V）输入到降压模块。
- DC-DC降压模块 -> TX2底座： 将输出电压调整为12V，为TX2供电。
- 并联电容： 在TX2的电源输入端并联一个大电容（如1000uF以上），可以有效吸收电机启动和切换时产生的电流尖峰，防止TX2复位。
连接通信与控制：
- 飞控 -> 数传电台： 通过串口（如TELEM1/TELEM2）连接，用于飞控与地面站的通信。
- 飞控 -> TX2： 这是AI与飞控协同工作的核心！
  - 首选方案：串口通信。 使用USB转TTL模块，将飞控的一个串口（如TELEM2）连接到TX2的USB口，两者通过 MAVLink协议 通信，TX2作为“机载计算机”，通过MAVLink向飞控发送高级指令（如“前往指定坐标”、“跟踪目标”），飞控则执行底层飞行控制。
  - 次选方案：直接串口。 如果TX2底座有串口，可以直接连接。
- 摄像头 -> TX2：
  - CSI摄像头： 使用专用排线连接到TX2底座的CSI接口。
  - USB摄像头： 直接插入TX2的USB口。
连接图传：

将摄像头（或单独的图传摄像头）的视频输出连接到图传发射器，图传发射器再连接到机载电池，地面端接收器连接显示器或地面站电脑。

步骤2：软件配置

刷写Jetson TX2系统：
- 将下载的L4T镜像通过dd命令写入microSD卡。
- 将SD卡插入TX2底座,连接键盘、鼠标、显示器和网线。
- 按照官方教程启动并完成初始设置（设置用户名、密码、网络等）。
- 强烈建议：刷写系统后，立即更新系统和所有驱动。
配置MAVLink通信（核心步骤）：
- 在TX2上：
  - 安装mavlink库：pip install pymavlink
  - 编写一个Python脚本,使用pymavlink库通过串口连接飞控，这个脚本将作为你的AI应用与飞控之间的桥梁。
  - 一个简单的脚本可以不断接收飞控发来的位置信息,或者向飞控发送SET_POSITION_TARGET_LOCAL_NED命令来控制无人机移动。
- 在QGroundControl上：
  - 连接无人机,进入"参数"设置。
  - 找到与串口相关的参数（如SERIAL1, SERIAL2），确保：
    - SERIAL1_PROTOCOL = 2 (MAVLink 1) 或 3 (MAVLink 2)。
    - MAV_1_CONFIG = TELEM 2 (或你实际使用的串口)。
    - 设置正确的波特率（如57600或921600）。
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