πριν ΛΙΓΕΣ μερες εκπρόσωποι της διαστημικής υπηρεσίας της NASA, σε μια συνέντευξη με το Spectrum IEEE, αποκάλυψε λεπτομέρειες σχετικά με το αυτόνομο ελικόπτερο αναγνώρισης Ingenuity, η οποία προσγειώθηκε με επιτυχία στον Άρη ως μέρος της αποστολής Mars 2020.
Ένα ειδικό χαρακτηριστικό του σχεδίου ήταν η χρήση ενός πίνακα ελέγχου με βάση το Qualcomm Snapdragon 801 SoC, το οποίο χρησιμοποιείται στην παραγωγή smartphone. Το λογισμικό Ingenuity βασίζεται στον πυρήνα Linux και στο λογισμικό πτήσης ανοιχτού κώδικα.
Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή είναι η πρώτη χρήση του Linux σε διαστημόπλοια που αποστέλλονται στη Martκαι. Επιπλέον, η χρήση λογισμικού ανοιχτού κώδικα και εμπορικά διαθέσιμων στοιχείων υλικού επιτρέπει στους ενδιαφερόμενους ενθουσιώδεις να συναρμολογήσουν παρόμοια drone από μόνα τους.
Αυτή η απόφαση οφείλεται στο γεγονός ότι ο έλεγχος ενός ιπτάμενου drone απαιτεί πολύ περισσότερη υπολογιστική ισχύ από τον έλεγχο ενός rover, το οποίο είναι εξοπλισμένο με ειδικά κατασκευασμένα τσιπ με πρόσθετη προστασία από την ακτινοβολία. Για παράδειγμα, η διατήρηση πτήσης απαιτεί τη λειτουργία του βρόχου ελέγχου με ρυθμό 500 κύκλους ανά δευτερόλεπτο, καθώς και ανάλυση εικόνας με ρυθμό 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο.
Το Snapdragon 801 SoC (Τετραπύρηνο 2,26GHz, 2 GB RAM, 32 GB Flash) χρησιμοποιείται για να παρέχει ένα βασικό περιβάλλον συστήματος βασισμένο σε Linux, το οποίο είναι υπεύθυνο για τις λειτουργίες υψηλού επιπέδου όπως οπτική πλοήγηση με βάση την ανάλυση εικόνων κάμερας, διαχείρισης δεδομένων, επεξεργασίας εντολών, παραγωγής τηλεμετρίας και συντήρησης ασύρματων καναλιών επικοινωνίας.
Επεξεργαστής συνδέεται μέσω διεπαφής UART σε δύο μικροελεγκτές (MCU Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 KB RAM, 4 MB Flash, UART, SPI, GPIO) που εκτελούν λειτουργίες ελέγχου πτήσης.
Οι δύο μικροελεγκτές χρησιμοποιούνται για απολύσεις σε περίπτωση βλάβης και λάβετε πανομοιότυπες πληροφορίες από τους αισθητήρες. Μόνο ένας μικροελεγκτής είναι ενεργός και ο δεύτερος χρησιμοποιείται ως εφεδρικό και σε περίπτωση αστοχίας μπορεί να πάρει τον έλεγχο. Το FPGA MicroSemi ProASIC3L είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά δεδομένων από αισθητήρες σε μικροελεγκτές και να αλληλεπιδράσουν με τους ενεργοποιητές που ελέγχουν τα πτερύγια, τα οποία αλλάζουν επίσης σε έναν μικροελεγκτή αντικατάστασης σε περίπτωση βλάβης.
Της ομάδας, το drone χρησιμοποιεί ένα υψόμετρο λέιζερ SparkFun Electronics, μια εταιρεία υλικού ανοιχτού κώδικα και ένας από τους δημιουργούς του ορισμού του υλικού ανοιχτού κώδικα (OSHW). Μεταξύ άλλων τυπικών στοιχείων, ο γυροστατικός σταθεροποιητής (IMU) και οι βιντεοκάμερες που χρησιμοποιούνται σε smartphone ξεχωρίζουν.
Μια κάμερα VGA χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της θέσης, της κατεύθυνσης και της ταχύτητας μέσω συγκρίσεων καρέ-καρέ. Η δεύτερη έγχρωμη κάμερα 13 megapixel χρησιμοποιείται για τη δημιουργία εικόνων της περιοχής.
Το να φέρνουμε το Ingenuity στον Άρη με ένα κομμάτι και να το σηκώνεις και να προσγειωθείς ακόμη μια φορά είναι μια οριστική νίκη για τη NASA, μας λέει ο Tim Canham της JPL.
Η Canham βοήθησε στην ανάπτυξη της αρχιτεκτονικής λογισμικού που διαχειρίζεται το Ingenuity. Ως ηγέτης επιχειρήσεων της Ingenuity, τώρα επικεντρώνεται στον προγραμματισμό και τον συντονισμό των πτήσεων με την ομάδα Perseverance rover. Μιλήσαμε με την Canham για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς η Ingenuity θα βασιστεί στην αυτονομία για τις επερχόμενες πτήσεις της προς τον Άρη.
Τα στοιχεία λογισμικού ελέγχου πτήσης αναπτύχθηκαν στο JPL της JASA (Jet Propulsion Laboratory) για μικρούς και εξαιρετικά μικρούς τεχνητούς επίγειους δορυφόρους (cubsats) και έχουν αναπτυχθεί για αρκετά χρόνια ως μέρος της ανοιχτής πλατφόρμας F Prime (F´), που διανέμεται υπό Άδεια Apache 2.0.
Η F Prime παρέχει τα εργαλεία για την ταχεία ανάπτυξη συστημάτων ελέγχου πτήσης και σχετικές ενσωματωμένες εφαρμογές. Το λογισμικό πτήσεων χωρίζεται σε μεμονωμένα στοιχεία με καλά καθορισμένες διεπαφές προγραμματισμού.
Εκτός από τα εξειδικευμένα συστατικά, παρέχεται ένα πλαίσιο C ++ με την υλοποίηση λειτουργιών όπως η ουρά μηνυμάτων και τα multithreading, καθώς και εργαλεία μοντελοποίησης που σας επιτρέπουν να συνδέσετε στοιχεία και να δημιουργείτε αυτόματα κώδικα.
Τελικά αν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα γι 'αυτό, μπορείτε να συμβουλευτείτε τον ακόλουθο σύνδεσμο.