Несколько дней назад представители космического агентства НАСА, в интервью Spectrum IEEE, раскрыли подробности об автономном разведывательном вертолете Ingenuity, который успешно приземлился на Марсе в рамках миссии Mars 2020.
Особенность проект было использование платы управления на базе Qualcomm Snapdragon 801 SoC, который используется при производстве смартфонов. Программное обеспечение Ingenuity основано на ядре Linux и программном обеспечении с открытым исходным кодом.
Следует отметить, что это первое использование Linux на космических кораблях, отправленных в Март.и. Кроме того, использование программного обеспечения с открытым исходным кодом и имеющихся в продаже аппаратных компонентов позволяет заинтересованным энтузиастам самостоятельно собирать аналогичные дроны.
Это решение связано с тем, что для управления летающим дроном требуется гораздо больше вычислительных мощностей, чем для управления марсоходом, который оснащен специально изготовленными микросхемами с дополнительной радиационной защитой. Например, для поддержания полета требуется работа контура управления со скоростью 500 циклов в секунду, а также анализ изображения со скоростью 30 кадров в секунду.
Процессор Snapdragon 801 SoC (Четырехъядерный, 2,26 ГГц, 2 ГБ ОЗУ, 32 ГБ флэш-памяти) используется для обеспечения базовой системной среды на основе Linux, которая отвечает за операции высокого уровня, например, визуальная навигация на основе анализа изображений с камеры, управления данными, обработки команд, генерации телеметрии и обслуживания каналов беспроводной связи.
процессор подключается через интерфейс UART к двум микроконтроллерам (MCU Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 МГц, 512 КБ ОЗУ, 4 МБ флэш-памяти, UART, SPI, GPIO), которые выполняют функции управления полетом.
Два микроконтроллера используются для резервирования в случае сбоя. и получать идентичную информацию от датчиков. Активен только один микроконтроллер, а второй используется как запасной и в случае отказа может взять на себя управление. FPGA MicroSemi ProASIC3L отвечает за передачу данных с датчиков на микроконтроллеры. и взаимодействие с исполнительными механизмами, которые управляют лопастями, которые также переключаются на сменный микроконтроллер в случае отказа.
Команды, дрон использует лазерный высотомер SparkFun Electronics, компания по производству оборудования с открытым исходным кодом и один из создателей определения оборудования с открытым исходным кодом (OSHW). Среди других типовых компонентов выделяются гиростабилизатор (IMU) и видеокамеры, используемые в смартфонах.
Камера VGA используется для отслеживания местоположения, направления и скорости через покадровое сравнение. Вторая цветная камера на 13 мегапикселей используется для создания снимков местности.
Как сообщает нам Тим Кэнхэм из Лаборатории реактивного движения, привезти на Марс изобретательность и даже однажды взлететь и приземлиться - это определенная победа для НАСА.
Кэнхэм помог разработать программную архитектуру, на которой работает Ingenuity. В качестве руководителя операций Ingenuity он сейчас занимается планированием полетов и координацией с командой марсоходов Perseverance. Мы поговорили с Кэнхэмом, чтобы лучше понять, как Ingenuity будет полагаться на автономность в своих предстоящих полетах на Марс.
Компоненты программного обеспечения управления полетом были разработаны в Лаборатории реактивного движения НАСА для малых и сверхмалых искусственных спутников Земли (кубсаты) и разрабатывались в течение нескольких лет как часть открытой платформы F Prime (F´), распространяемой в рамках Лицензия Apache 2.0.
F Prime предоставляет инструменты для быстрой разработки систем управления полетом. и связанные встроенные приложения. Программное обеспечение для полета разделено на отдельные компоненты с четко определенными интерфейсами программирования.
В дополнение к специализированным компонентам, платформа C ++ обеспечивает реализацию таких функций, как организация очереди сообщений и многопоточность, а также инструменты моделирования, которые позволяют связывать компоненты и автоматически генерировать код.
В конце концов если вам интересно узнать об этом большевы можете проконсультироваться по следующей ссылке.