Få dage siden repræsentanter for NASAs rumagentur, i et interview med Spectrum IEEE, afslørede detaljer om den autonome genoplivningshelikopter, der med succes landede på Mars som en del af Mars 2020-missionen.
En særlig funktion af projektet var brugen af et Qualcomm Snapdragon 801 SoC-baseret kontrolkort, der bruges til produktion af smartphones. Opfindelsessoftware er baseret på Linux-kernen og open source-flyvesoftwaren.
Det skal bemærkes, at dette er den første brug af Linux på rumfartøjer, der sendes til Martog. Derudover giver brugen af open source-software og kommercielt tilgængelige hardwarekomponenter interesserede entusiaster mulighed for at samle lignende droner alene.
Denne beslutning skyldes, at styring af en flyvende drone kræver meget mere computerkraft end styring af en rover, der er udstyret med specielt fremstillede chips med ekstra strålingsbeskyttelse. For eksempel kræver opretholdelse af flyvning drift af kontrolsløjfen med en hastighed på 500 cyklusser pr. Sekund samt billedanalyse med en hastighed på 30 billeder pr. Sekund.
Snapdragon 801 SoC (Quad Core 2,26 GHz, 2 GB RAM, 32 GB Flash) bruges til at tilvejebringe et grundlæggende Linux-baseret systemmiljø, som er ansvarligt for driften af højt niveau såsom visuel navigation baseret på kamerabilledanalyse, datastyring, kommandobehandling, generering af telemetri og vedligeholdelse af trådløse kommunikationskanaler.
processoren forbinder via UART-interface til to mikrokontrollere (MCU Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 KB RAM, 4 MB Flash, UART, SPI, GPIO), der udfører flykontrolfunktioner.
De to mikrocontrollere bruges til redundans i tilfælde af fejl og modtage identisk information fra sensorerne. Kun en mikrocontroller er aktiv, og den anden bruges som reserve, og i tilfælde af fejl kan den tage kontrol. FPGA MicroSemi ProASIC3L er ansvarlig for overførsel af data fra sensorer til mikrokontroller og interagere med aktuatorerne, der styrer knivene, som også skifter til en erstatning mikrocontroller i tilfælde af fejl.
Af holdet dronen bruger et SparkFun Electronics laser højdemåler, en open source-hardwarefirma og en af skaberne af definitionen af open source-hardware (OSHW). Blandt andre typiske komponenter skiller sig gyrostabilisatoren (IMU) og videokameraer, der bruges i smartphones ud.
Et VGA-kamera bruges til at spore placering, retning og hastighed gennem ramme-for-ramme-sammenligning. Det andet 13 megapixel farvekamera bruges til at skabe billeder af området.
At bringe opfindsomhed til Mars i ét stykke og have det løftet af og lande endnu en gang er en bestemt sejr for NASA, fortæller Tim Canham fra JPL.
Canham hjalp med at udvikle softwarearkitekturen, der kører Ingenuity. Som Ingenuity's Operations Leader er han nu fokuseret på flyveplanlægning og koordinering med Perseverance Rover-teamet. Vi talte med Canham for bedre at forstå, hvordan Ingenuity vil stole på autonomi til sine næste flyrejser til Mars.
Komponenterne til styring af flykontrol blev udviklet på NASAs JPL (Jet Propulsion Laboratory) til små og ultra-små kunstige jordbaserede satellitter (cubsats) og er blevet udviklet i flere år som en del af den åbne platform F Prime (F´), distribueret under Apache 2.0 licens.
F Prime giver værktøjerne til hurtig udvikling af flykontrolsystemer og relaterede integrerede applikationer. Flysoftwaren er opdelt i individuelle komponenter med veldefinerede programmeringsgrænseflader.
Ud over specialiserede komponenter leveres en C ++ -ramme med implementeringen af funktioner såsom meddelelseskø og multithreading samt modelleringsværktøjer, der giver dig mulighed for at linke komponenter og automatisk generere kode.
Endelig hvis du er interesseret i at vide mere om det, kan du konsultere følgende link.