Representantes de la agencia espacial NASA, en una entrevista con Spectrum IEEE, revelaron detalles sobre el interior del helicóptero de reconocimiento autónomo Ingenuity, que aterrizó con éxito en Marte ayer como parte de la misión Mars 2020. Una característica especial del proyecto fue el uso de una placa de control basada en el SoC Snapdragon 801 de Qualcomm, que se utiliza en la producción de teléfonos inteligentes. El software de Ingenuity se basa en el kernel de Linux y en un software de vuelo de código abierto. Cabe señalar que este es el primer uso de Linux en dispositivos enviados a Marte. Además, el uso de software de código abierto y componentes de hardware ampliamente disponibles hace posible que los entusiastas interesados monten drones similares por su cuenta.
Esta decisión se debe al hecho de que controlar un dron volador requiere mucha más potencia informática que controlar un rover de Marte, que está equipado con chips especialmente fabricados con protección radiológica adicional. Por ejemplo, mantener el vuelo requiere un bucle de control que funcione a 500 ciclos por segundo y un análisis de imágenes a 30 fotogramas por segundo.
El SoC Snapdragon 801 (cuatro núcleos, 2.26 GHz, 2 GB de RAM, 32 GB de Flash) alimenta el entorno central del sistema basado en Linux, que es responsable de operaciones de alto nivel, como la navegación visual basada en el análisis de imágenes de la cámara, la gestión de datos y el procesamiento. comandos, generando telemetría y manteniendo un canal de comunicación inalámbrico.
El procesador se conecta mediante una interfaz UART a dos microcontroladores (MCU Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 KB de RAM, 4 MB Flash, UART, SPI, GPIO), que realizan funciones de control de vuelo. Se utilizan dos microcontroladores para redundancia en caso de fallo y reciben información idéntica de los sensores. Sólo un microcontrolador está activo y el segundo se utiliza como repuesto y, en caso de fallo, puede tomar el control. El FPGA MicroSemi ProASIC3L es responsable de transmitir datos desde los sensores a los microcontroladores y de interactuar con los actuadores que controlan las palas, que también cambia a un microcontrolador de repuesto en caso de falla.
Entre los equipos, el dron utiliza un altímetro láser de SparkFun Electronics, una empresa que produce hardware de código abierto y es una de las creadoras de la definición de hardware de código abierto (OSHW). Otros componentes típicos incluyen el estabilizador de cardán (IMU) y las cámaras de video utilizadas en los teléfonos inteligentes. Se utiliza una cámara VGA para rastrear la ubicación, la dirección y la velocidad mediante una comparación cuadro por cuadro. La segunda cámara en color de 13 megapíxeles se utiliza para tomar fotografías de la zona.
Los componentes del software de control de vuelo fueron desarrollados en el JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA para satélites terrestres artificiales pequeños y ultrapequeños (cubesats) y se han desarrollado durante varios años como parte de la plataforma abierta F Prime (F´), distribuida bajo el Licencia Apache 2.0.
F Prime proporciona herramientas para el rápido desarrollo de sistemas de control de vuelo y aplicaciones integradas relacionadas. El software de vuelo está dividido en componentes individuales con interfaces de programación bien definidas. Además de los componentes especializados, se ofrece un marco C++ con la implementación de funciones como colas de mensajes y subprocesos múltiples, así como herramientas de modelado que le permiten conectar componentes y generar código automáticamente.
Fuente: opennet.ru