数日前 NASA宇宙機関の代表者、Spectrum IEEEのインタビューで、インジェニュイティ自律偵察ヘリコプターの詳細を明らかに、マーズ2020ミッションの一環として火星への着陸に成功しました。
特別な機能 プロジェクトの クアルコムのSnapdragon 801 SoCをベースにしたコントローラーボードの使用でした、スマートフォンの製造に使用されます。 Ingenuity ソフトウェアは、Linux カーネルとオープンソースのフライト ソフトウェアをベースにしています。
マートに送られた宇宙船での Linux の使用はこれが初めてであることに注意してください。と。 さらに、オープンソース ソフトウェアと市販のハードウェア コンポーネントを使用することで、興味のある愛好家が同様のドローンを自分で組み立てることができます。
この決定は、飛行するドローンの制御には、追加の放射線防護を備えた特別に作られたチップが搭載されている探査車の制御よりもはるかに多くの計算能力が必要であるという事実によるものです。 たとえば、飛行を維持するには、500 秒あたり 30 サイクルの速度での制御ループ動作と、XNUMX 秒あたり XNUMX フレームの速度での画像解析が必要です。
Snapdragon 801 SoC (クアッドコア、2,26 GHz、2 GB RAM、32 GB フラッシュ) 基本的な Linux ベースのシステム環境を提供するために使用され、運用を担当します。 カメラ画像の分析に基づくビジュアルナビゲーション、データ管理、コマンド処理、テレメトリの生成、無線通信チャネルのメンテナンスなどの高レベルの機能を備えています。
プロセッサー UART インターフェース経由で XNUMX つのマイクロコントローラーに接続 (Texas Instruments TMS570LC43x MCU、ARM Cortex-R5F、300 MHz、512 KB RAM、4 MB フラッシュ、UART、SPI、GPIO) は飛行制御機能を実行します。
XNUMX つのマイクロコントローラーは障害時の冗長性のために使用されます。 センサーから同一の情報を受け取ります。 アクティブなマイクロコントローラーは XNUMX つだけで、XNUMX つ目は予備として使用され、障害が発生した場合には引き継ぐことができます。 FPGA MicroSemi ProASIC3L はセンサーからマイクロコントローラーへのデータ転送を担当します ブレードを制御するアクチュエーターとのインターフェースも備えており、障害が発生した場合には予備のマイクロコントローラーに切り替わります。
チームの中では、 ドローンは SparkFun Electronics のレーザー高度計を使用しています、オープンソース ハードウェア会社であり、オープン ソース ハードウェア (OSHW) の定義の作成者の XNUMX 人です。 代表的な部品としては、スマートフォンに使用されるジャイロスタビライザー（IMU）やビデオカメラが目立ちます。
VGA カメラは位置、方向、速度を追跡するために使用されます フレームごとの比較を通じて。 13 番目の XNUMX メガピクセルのカラー カメラは、エリアの画像を作成するために使用されます。
JPLのティム・キャナム氏は、「インジェニュイティを火星に無事に届け、一度でも離陸・着陸できれば、NASAにとって決定的な勝利だ」と語る。
Canham は、Ingenuity を実行するソフトウェア アーキテクチャの開発を支援しました。 彼は現在、インジェニュイティの運用リーダーとして、飛行計画とパーサヴィアランス探査機チームとの調整に重点を置いています。 私たちは、インジェニュイティ社が今後の火星への飛行でどのように自律性に依存しているかをより深く理解するために Canham 氏と話をしました。
飛行制御ソフトウェア コンポーネントは、NASA の JPL (ジェット推進研究所) で小型および超小型の人工地球衛星 (cubsat) 向けに開発され、F Prime オープン プラットフォーム (F´) の一部として数年間開発され、以下で配布されています。 Apache 2.0 ライセンス。
F Prime は、飛行制御システムを迅速に開発するためのツールを提供します および関連する組み込みアプリケーション。 飛行ソフトウェアは、明確に定義されたプログラミング インターフェイスを備えた個別のコンポーネントに分割されています。
特殊なコンポーネントに加えて、C++ フレームワークにはメッセージ キューやマルチスレッドなどの機能の実装と、コンポーネントをリンクしてコードを自動的に生成できるモデリング ツールが提供されます。
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