Drone dev platformsleutels codeerwedstrijd

Het HoverGames drone-ontwikkelingsplatform is een modulaire en flexibele NXP hardware/software-oplossing die kan worden gebruikt om elk autonoom voertuig te bouwen, van drones en rovers tot onbemande luchtvaartuigen (UAV). Het idee is ontstaan ​​in samenwerking met de NXP HoverGames, een codeerwedstrijd om je drone te optimaliseren voor verschillende toepassingen. Codeurs, ontwikkelaars en innovators kunnen problemen creatief oplossen.

Als onderdeel van de kit ontvangen deelnemers een complete referentiedrone inclusief de flight management unit (FMU).

Elke hardware- en virtuele codeerwedstrijd van NXP HoverGames duurt meerdere maanden. Deelnemers kopen gewoon de kit en hebben plezier. In eerste instantie vragen de HoverGames-commissarissen de deelnemers om vertrouwd te raken met de drone door eenvoudige tutorialvoorbeelden te volgen. Vervolgens kunnen deelnemers zich aanmelden voor alle virtuele software-uitdagingen die momenteel actief zijn (er zijn enkele kwalificaties vereist).

Het ontwikkelingsplatform heeft een typisch creditcardformaat en staat volledig open voor de ontwikkeling van robotica, besturingsalgoritmen, beveiligingsnetwerken en communicatieprotocollen, en kan aanvullende ondersteuningscomponenten bevatten.

"We hebben de drone gebouwd als een ontwikkelingskit, omdat dit precies de bedoeling is voor iedereen die eraan wil werken", zegt Iain Galloway, drone-programmaleider, Systems Innovation, NXP. “Toen dachten we, hoe kunnen we meer mensen helpen betrokken te raken bij het software-ecosysteem? Zo zijn we vorig jaar begonnen met het HoverGames-programma. We hebben een sociaal thema gedefinieerd met de naam 'Fight Fires with Flyers'. En dit is een uitdaging om eerstehulpverleners op wat voor manier dan ook te helpen, een uitdaging voor softwarecodering. Het is geen vliegende uitdaging.”

Onbemande luchtvaartuigen

UAV's beloven nieuwe perspectieven op de wereld om ons heen en de mogelijkheid om naar plaatsen te gaan die ooit onmogelijk waren.

Technologie is geëvolueerd sinds het begin van de vorige eeuw, met een buitengewone groei in het laatste decennium. In het verleden waren drones alleen beschikbaar voor militaire doeleinden. In de afgelopen tien jaar is dit soort apparatuur echter gemakkelijk toegankelijk geworden voor gewone mensen en allerlei soorten bedrijven.

Ook het gebruik van drones wordt steeds wijdverbreid als onderdeel van de EHBO-doos op de plaats van een calamiteit of ramp. Drones zijn verbonden apparaten en zoals bij elk dergelijk apparaat doen zich ook gegevensbeveiligingsrisico's voor. Het grootste probleem is dat deze tools een paar jaar geleden zijn ontworpen voordat cybercriminaliteit als een reële bedreiging werd beschouwd.

NXP HoverGames drone-ontwikkelingskit

De ontwikkelkit is in wezen gebaseerd op een microprocessor met Linux en Open CV en verschillende bijbehorende sensoren om de vlucht te begeleiden.

"Voor HoverGames 1 hadden we de KIT-HGDRONEK66, inclusief de FMUK66 realtime MCU-vluchtcontroller met NUTTX RTOS en PX4-vluchtstack", zei Galloway. “Het bevat alle sensoren om een ​​IMU (Inertial Measurement Unit) te creëren en interfaces voor CAN, 2-wire Automotive Ethernet en Security. In Challenge 2 introduceren we een aparte begeleidende computer genaamd 8MMNavQ (of NavQ). Deze Linux-companioncomputer maakt gebruik van de NXP i.MX 8 M Mini system-on-chip en bevat hardwareversnellers voor videocodering, en wordt ondersteund door Linux met OpenCV machine vision, ROS, Python, MAVSDK en andere benodigde tools.”

De flight controller zorgt ervoor dat de drone stabiel blijft staan. Het bord wordt aangeboden als open-source met de mogelijkheid om andere externe sensoren in te voegen om de werking te optimaliseren op basis van de functionaliteit.

Een LiPo-batterij en landspecifieke telemetrieradio moeten worden geïmplementeerd met behulp van een van de IoT-verbindingen. Voor volledige functionaliteit van de kit, moet u selecteren welke van de twee beschikbare telemetrieradio's u wilt kopen. Via de telemetrie kunt u tijdens de vlucht een live verbinding met het voertuig hebben en de status van de drone tijdens de vlucht zien, autonome waypoints laden en bedienen en de nodige wijzigingen aanbrengen. Telemetriegegevens worden naar het controlestation gestuurd, maar ook aan boord in de flight unit opgeslagen (figuren 1 en 2).

Afbeelding 1:KIT-HGDRONEK66 kit blokschema

Afbeelding 2:kitcomponenten van de KIT-HGDRONEK66

RDDRONE-FMUK66-vluchteenheid (FMU) wordt ondersteund door de bedrijfsvriendelijke open-source PX4.org-vluchtstack, met de BLDC-motorbesturingsmogelijkheid. PX4 wordt veel gebruikt voor onderzoek en commerciële drone-platforms. De toegestane BSD-licentie behoudt de mogelijkheid om eigen IP op te nemen. Dit referentieontwerp geeft je de vrijheid om je eigen robotvoertuig te ontwikkelen. Bovendien is de FMU veelzijdig en kan hij andere open-source of propriëtaire vluchtstacks uitvoeren, inclusief GPS en andere positioneringsinvoer voor autonome navigatie naar missieroutes. De kit wordt ook ondersteund door QGroundControl grondstationsoftware die beschikbaar is als desktopprogramma en mobiele app voor Android en iPhone.

De RDDRONE-FMUK66 draait NuttX RTOS op een NXP Kinetis K66-microcontroller, met een ARM Cortex-M4-kern op 180 MHz en 2 MB flashgeheugen. Het maakt gebruik van NXP-sensoren, CAN-bus-transceivers voor auto's en de nieuwe tweedraads 100BASE-T1 ethernet-transceiver voor auto's TJA110x.

De componenten van de HoverGames drone-ontwikkelingskit bevatten ook DC-naar-DC-voedingsmodule, GPS NEO-M8N-module met houder, veiligheidsschakelaar, zoemer en heldere RGB-status-LED, SEGGER J-Link EDU Mini / FTDI USB-TTL-3V3-kabel / Debug breakout-bord met kabel, BLDC borstelloze motoren 2212 920 kV, ESC's motorcontrollers 40 A OPTO.

Afbeelding 3:RDDRONE-FMUK66-vluchteenheid – bovenaanzicht

Afbeelding 4:RDDRONE-FMUK66-vluchteenheid – Onderaanzicht

Zodra het hele chassis is gemonteerd, heeft de kit extra ruimte voor andere componenten zoals een Rapid IoT-adapter of een ondersteunende computer zoals de nieuwe NavQ i.MX 8M Mini voor gebruik als vision-processor met Linux, OpenCV en ROS (figuren 3 en 4).

"Ik denk dat een van de belangrijkste onderdelen van deze oplossing is dat deze volledig open is", zegt Galloway. "Dus andere drones en bedrijven zullen je een drone leveren, maar dan zullen ze je alleen een op API gebaseerde softwareontwikkelingskit leveren. Je hebt echt geen controle. Je weet niet wat er onder de motorkap gebeurt. In ons project, zowel de vluchtcontroller als externe computers, is alles open source hardware en software. Je zou dus echt met deze tool kunnen werken en er uiteindelijk een bedrijf of product van kunnen maken.”

De ontwikkelkit wordt verkocht voor een prijs van $ 450 met verschillende kortingen die worden toegepast op ontwikkelaars tijdens de verschillende hover-gameprogramma's.

Veel uitdagingen met drones hebben betrekking op het besturen of programmeren van een drone. HoverGames wil deelnemers aanmoedigen om codes te schrijven om nieuwe functies in hun voertuigen te verbeteren of te activeren, evenals leuke software-race-uitdagingen. De PX4 Slack-community, GitHub en GitBook-platforms bieden ondersteuning voor het delen van meningen als community, evenals ondersteuning van NXP.

Deelnemers moeten oplossingen bedenken om een ​​sociaal probleem of enkele van de grootste uitdagingen voor de samenleving op te lossen - bijvoorbeeld een simulatie van afvalopruiming, of het bewaken van de migratiepatronen van een bedreigde diersoort, of rampenbeheer, gezondheidscrises, milieubescherming, natuurbehoud en meer.

HoverGames Challenge 2 is net gelanceerd en heeft de titel "Help Drones Help Anderen in Pandemieën". Deze challenge voegt de NavQ vision computer toe en moedigt deelnemers aan om na te denken over positieve invloeden waar drones mensen kunnen helpen. Er zijn veel manieren om te helpen tijdens een pandemie, van het toedienen van medicijnen, het helpen van eerstehulpverleners met communicatienetwerken of zelfs het helpen van boeren die moeite hebben met het krijgen van arbeidskrachten om hun gewasmonitoringbehoeften te beheren.

De uitdaging is nu open voor registratie op https://www.hackster.io/contests/hovergames2.

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Times Europe.