NXP HoverGames: open-source drone-platform en codeercompetitie

Het NXP HoverGames drone-ontwikkelplatform is een modulaire, kaartgrote hardware- en softwareoplossing die ontwikkelaars in staat stelt autonoom voertuigen te bouwen – van consumentendrones tot geavanceerde UAV’s en rovers.

Elke kit wordt geleverd met een volledig gemonteerde referentiedrone die de Flight Management Unit (FMU) bevat. Deelnemers beginnen met eenvoudige tutorials om de hardware te begrijpen, en schrijven zich vervolgens in voor virtuele software-uitdagingen – waarvan sommige kwalificatie vereisen.

Ontworpen voor flexibiliteit, ondersteunt het platform robotica-onderzoek, prototyping van besturingsalgoritmen, beveiligde communicatieprotocollen en kan worden uitgebreid met extra sensoren of ondersteuningscomponenten.

“We bouwden de drone als een development kit omdat dat precies het doel is voor iedereen die wil experimenteren,” zegt Iain Galloway, NXP Systems Innovation Lead. “Door HoverGames te lanceren, verbreedden we het software-ecosysteem, met een maatschappelijk thema – ‘Fight Fires with Flyers’ – dat coders uitdaagt om softwareoplossingen te bedenken voor eerste hulpverleners, in plaats van alleen vluchtprestaties.”

Onbemande luchtvaartuigen

UAV’s hebben de afgelopen decennium dramatisch geëvolueerd, van niche militaire tools tot breed toegankelijke consumenten- en commerciële apparaten. Vandaag zijn drones vaak onderdeel van noodreactiekits, leveren voorraden of verzamelen situatiebewustzijn tijdens rampen. Als verbonden apparaten brengen ze ook data-beveiligingsuitdagingen – veler zijn ontworpen voordat cyber-dreigingen mainstream waren.

NXP HoverGames drone development kit

De kern van de kit is een NXP-processor met Linux en OpenCV, gekoppeld aan een array sensoren die een Inertial Measurement Unit (IMU) vormen en interfaces bieden voor CAN, automotive Ethernet en beveiligingsmodules.

In Challenge 1 bevat de kit – genaamd KIT‑HGDRONEK66 – de FMUK66-vliegcontroller, die de NuttX RTOS en de PX4-vliegstack draait. Het bevat ook de volledige suite sensoren die vereist zijn voor autonoom vliegen.

Challenge 2 introduceert een companion computer, de NavQ (8MMNavQ), gebouwd op de NXP i.MX 8M Mini SoC. Deze Linux-gebaseerde visieprocessor biedt hardware-versnelling voor video-encoding en ondersteunt OpenCV, ROS, Python en MAVSDK.

De vliegcontroller handhaaft voertuigstabiliteit en is open-source, wat ontwikkelaars in staat stelt externe sensoren toe te voegen om de drone-capaciteiten aan te passen.

Stroom wordt geleverd door een LiPo-batterij, en een landsspecifieke telemetrie-radio is vereist. Via telemetrie ontvangen operators live vluchtdata, kunnen autonoom waypoints laden en missies on-the-fly wijzigen. Telemetrie wordt naar de ground station gestuurd en aan boord gelogd (zie Figuren 1 & 2).

De RDDRONE‑FMUK66 vliegeenheid draait de PX4.org vliegstack – een industrie-standaard, BSD-gelicenseerd framework dat BLDC-motorbesturing, GPS en andere positioneringssensoren ondersteunt voor autonoom navigeren. Het is volledig compatibel met QGroundControl, beschikbaar op desktop en als mobiele app voor Android en iOS.

Hardware-specificaties: NuttX RTOS op een NXP Kinetis K66 MCU (ARM Cortex‑M4 @ 180 MHz, 2 MB flash), NXP-sensoren, automotive CAN-bus transceivers en de two-wire 100BASE‑T1 Ethernet transceiver TJA110x.

Overige kit-componenten omvatten een DC‑to‑DC power module, GPS NEO‑M8N, veiligheidsschakelaar, buzzer, RGB-statusled, SEGGER J‑Link EDU Mini/FTDI USB‑TTL‑3V3 kabel, BLDC motoren 2212 920 kV en 40 A OPTO ESCs.

Na montage biedt het chassis ruimte voor een Rapid IoT-adapter of de NavQ i.MX 8M Mini, waardoor de drone tot een visie-verwerkingsplatform wordt uitgerust met Linux, OpenCV en ROS.

“Eén van de meest waardevolle aspecten van deze oplossing is de openheid,” zegt Galloway. “In tegenstelling tot veel commerciële drones die alleen een API blootleggen, is onze volledige vliegcontroller en companion computer open-source hardware en software. Deze transparantie laat ontwikkelaars innoveren, itereren en uiteindelijk een commercieel product eromheen bouwen.”

De kit is geprijsd op $450, met extra kortingen voor ontwikkelaars die deelnemen aan HoverGames-programma’s.

HoverGames moedigt deelnemers aan om code te schrijven die drone-functionaliteit uitbreidt en mee te doen aan leuke, software-race-uitdagingen. Community-ondersteuning komt via de PX4 Slack-kanaal, GitHub en GitBook, waar ontwikkelaars kunnen samenwerken en begeleiding ontvangen van NXP.

Uitdagingen zijn gericht op real-world maatschappelijke kwesties – zoals afvalopruimingssimulaties, wildlife-monitoring, rampenreactie, gezondheidscrisis-mitigatie en milieubescherming. Deelnemers krijgen de taak om softwareoplossingen te ontwerpen die een tastbaar verschil kunnen maken.

HoverGames Challenge 2, getiteld “Help Drones Help Others in Pandemics,” is net gelanceerd. Het voegt de NavQ visiecomputer toe en nodigt deelnemers uit om drone-gebaseerde oplossingen te bedenken voor medicijnlevering, eerste-hulpcommunicatie of landbouwmonitoring tijdens arbeidstekorten.

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

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