Noen dager siden representanter for NASAs romfartsbyrå, i et intervju med Spectrum IEEE, avslørte detaljer om Ingenuity autonome rekognoseringshelikopter, som vellykket landet på Mars som en del av Mars 2020-oppdraget.
En spesiell funksjon av prosjektet var bruk av et Qualcomm Snapdragon 801 SoC-basert kontrollkort, som brukes i produksjonen av smarttelefoner. Oppfinnsomhetsprogramvare er basert på Linux-kjernen og programvaren med åpen kildekode.
Det skal bemerkes at dette er den første bruken av Linux på romskip som sendes til Martog. I tillegg tillater bruken av programvare med åpen kildekode og kommersielt tilgjengelige maskinvarekomponenter interesserte entusiaster å montere lignende droner alene.
Denne beslutningen skyldes det faktum at kontroll av en flygende drone krever mye mer datakraft enn å kontrollere en rover, som er utstyrt med spesialproduserte chips med ekstra strålingsbeskyttelse. For eksempel krever å opprettholde flyvning operasjonen av kontrollsløyfen med en hastighet på 500 sykluser per sekund, samt bildeanalyse med en hastighet på 30 bilder per sekund.
Snapdragon 801 SoC (Quad Core 2,26 GHz, 2 GB RAM, 32 GB Flash) brukes til å gi et grunnleggende Linux-basert systemmiljø, som er ansvarlig for driften av høyt nivå som visuell navigering basert på analyse av kamerabilder, datahåndtering, kommandobehandling, generering av telemetri og vedlikehold av trådløse kommunikasjonskanaler.
prosessoren kobles via UART-grensesnitt til to mikrokontrollere (MCU Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 KB RAM, 4 MB Flash, UART, SPI, GPIO) som utfører flykontrollfunksjoner.
De to mikrokontrollerne brukes til redundans i tilfelle feil og motta identisk informasjon fra sensorene. Bare en mikrokontroller er aktiv, og den andre brukes som reserve, og i tilfelle feil kan den ta kontroll. FPGA MicroSemi ProASIC3L er ansvarlig for å overføre data fra sensorer til mikrokontrollere og å samhandle med aktuatorene som styrer bladene, som også bytter til en erstatning mikrokontroller i tilfelle feil.
Av teamet, dronen bruker et SparkFun Electronics laser høydemåler, et open source-maskinvarefirma og en av skaperne av definisjonen av open source hardware (OSHW). Blant andre typiske komponenter skiller gyro-stabilisatoren (IMU) og videokameraene som brukes i smarttelefoner seg ut.
Et VGA-kamera brukes til å spore plassering, retning og hastighet gjennom sammenligning av ramme for ramme. Det andre 13 megapiksel fargekameraet brukes til å lage bilder av området.
Å bringe oppfinnsomhet til Mars i ett stykke og få den løfte av og lande enda en gang er en klar seier for NASA, forteller JPLs Tim Canham.
Canham bidro til å utvikle programvarearkitekturen som kjører Ingenuity. Som Ingenuitys operasjonsleder fokuserer han nå på flyplanlegging og koordinering med Perseverance-roverteamet. Vi snakket med Canham for å bedre forstå hvordan Oppfinnsomhet vil stole på autonomi for sine kommende flyreiser til Mars.
Komponentene for flykontrollprogramvaren ble utviklet på NASAs JPL (Jet Propulsion Laboratory) for små og ultra-små kunstige terrestriske satellitter (cubsats) og har blitt utviklet i flere år som en del av den åpne plattformen F Prime (F´), distribuert under Apache 2.0-lisens.
F Prime gir verktøyene for rask utvikling av flykontrollsystemer og relaterte innebygde applikasjoner. Flyprogramvare er delt inn i individuelle komponenter med veldefinerte programmeringsgrensesnitt.
I tillegg til de spesialiserte komponentene, leveres et C ++ - rammeverk med implementering av funksjoner som meldingskø og multitrading, samt modelleringsverktøy som lar deg koble komponenter og automatisk generere kode.
Endelig hvis du er interessert i å vite mer om det, kan du konsultere følgende lenke.