1 整体回顾
实现了一个传感器测量系统，可以采集图像数据（原图）、GPS数据（经纬度）、照度数据、三轴加速度数据和三轴角速度数据。
Arm-linux控制板选用raspberryPi 4B。
相机选用大恒水星二代USB3.0相机，设定帧率：40FPS，分辨率：1080P，抽帧保存，每秒存4帧左右，数据输出速率24MB左右。
GPS模块选用长沙海格DB503板卡，仅使用GPGGA报文格式，设定数据输出速度10Hz。
IMU传感器使用ISM330DHCX，加速度计和陀螺仪数据输出速率为417Hz左右。
ALS传感器使用TSL2591，数据输出速度10Hz。
该系统总体架构见下图。
2 调试内容及主要问题
2.1 传感器接口调试
1、I2C接口调试
树莓派最高支持400MHz的I2C时钟，因此只能使用最大400MHz的I2C接口。对于树莓派，需要手动启用I2C接口并更改其I2C时钟速度，IMU和ALS传感器使用同一个I2C接口，外部搭建开漏输出电路，两个传感器的上拉电阻均为10$ k\Omega $。
调试I2C过程中遇到的问题主要是接口不同，造成该问题的主要原因是，（1）原选型的Hi3519AV100开发板（易百纳社区版本）I2C接口驱动能力不足，I2C接口波形异常； （2）I2C从设备地址设置不正确，导致I2C通信不通。
2、UART接口调试
未遇到明显问题。
3、USB3.0接口调试
直接使用大恒相机arm-linux版本的SDK，在raspberryPi上安装下驱动即可，官方也提供了完整的读取和存储例程。
2.2 数据采集速度匹配
1、GPS数据输出速率
期望越大越好，但是在调研过程中发现，一般民用GPS的输出速率最大为20Hz（该频率下的民用GPS模块也较为罕见），普遍为10Hz，因此最终决定使用10Hz。
2、ALS数据输出速率
经过调研，普遍的ALS传感器数据输出速率也在1~10Hz，深入探究了一下原理，是由于光学量采集需要经过一个积分的过程，积分电路耗费了大量时间，导致ALS传感器的采样频率不高。
3、IMU数据输出速率
本系统中选型的IMU传感器，其加速度和陀螺仪的最大采样频率均为6666Hz，但是受限于控制板性能（树莓派I2C接口速率限制）和实际需要（无人机振动频率与旋翼每秒转数相同，测量该频率，经调研，250Hz的采样频率以上可以完成），最终确定了417Hz左右。尝试过更高的频率，同时启用了传感器自身支持的FIFO，但是在FIFO模式下，如果不采用循环FIFO，则FIFO满了后需要软复位才能继续采集，采用循环FIFO，数据输出速率太高，树莓派接口能力不足会导致FIFO发生覆盖，采回的数据错误。这里有更好的解决方案：可以使用树莓派的SPI接口，但是调试基本完成，且性能够用，因此就没再调试SPI接口，这是个教训，应该在开始调试之前充分论证和思考该使用的接口。
4、相机输出速率
经过实测，树莓派在1080P原图（一张图约6MB）的存储中，最快每秒可以存10帧左右（直接存储在SD卡中），考虑实际需求和树莓派性能，确定最后4~5帧每秒。
2.3 供电问题
供电使用的是现成的以18650为芯的移动电源，电池容量75Wh，最大输出功率60W。整个系统工作的峰值功率在10~11W之间，每次工作至少40min。电池容量满足要求。
对GPS使用单独供电的原因，是由于GPS在单点模式定位下，授时搜到卫星即可，定位需要追踪更多的卫星，功率不够会导致GPS模块不能对卫星保持正常追踪，会导致GPGGA报文中只有授时信息，没有定位信息。
2.4 GPS信号干扰问题
最开始GPS天线放置在树莓派、面包板电路旁边，被严重电磁干扰，导致GPS天线无法正常接收信号，无法实现授时、定位功能。将天线向上引出30公分以上后，这个问题得到了解决。
2.5 其它
1、原理样机需要自己设计结构，使用的是尼龙材料，该种材料比树脂材料更耐高温，有效防止由于电子元器件发热导致结构变形的问题。
2、树莓派电源虚接会导致系统文件损坏，需要重新烧录系统。（极力吐槽系统在SD卡中，弄个EMMC不好吗？）
3、开机自启动程序命令什么的，写在树莓派/etc/rc.local文件中。
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