NASA kosmosa aģentūras pārstāvji intervijā Spectrum IEEE atklāja detaļas par autonomā izlūkošanas helikoptera Ingenuity iekšienē, kas vakar veiksmīgi nolaidās uz Marsa misijas Mars 2020 ietvaros. Īpaša projekta iezīme bija vadības paneļa izmantošana uz Snapdragon 801 SoC no Qualcomm, kas tiek izmantota viedtālruņu ražošanā. Ingenuity programmatūra ir balstīta uz Linux kodolu un atvērtā koda lidojumu programmatūru. Tiek atzīmēts, ka šī ir pirmā Linux izmantošana ierīcēs, kas nosūtītas uz Marsu. Turklāt atvērtā pirmkoda programmatūras un plaši pieejamo aparatūras komponentu izmantošana ļauj ieinteresētajiem entuziastiem pašiem salikt līdzīgus dronus.
Šāds lēmums ir saistīts ar to, ka lidojoša drona vadīšanai ir nepieciešama ievērojami lielāka skaitļošanas jauda nekā Marsa rovera vadīšanai, kas aprīkots ar īpaši ražotām mikroshēmām ar papildu aizsardzību pret radiāciju. Piemēram, lidojuma uzturēšanai ir nepieciešama vadības cilpa, kas darbojas ar 500 cikliem sekundē, un attēla analīze ar 30 kadriem sekundē.
Snapdragon 801 SoC (četrkodolu, 2.26 GHz, 2 GB RAM, 32 GB zibatmiņa) nodrošina pamata Linux bāzes sistēmas vidi, kas ir atbildīga par augsta līmeņa darbībām, piemēram, vizuālo navigāciju, pamatojoties uz kameras attēlu analīzi, datu pārvaldību, apstrādi. komandas, ģenerējot telemetriju un uzturot bezvadu sakaru kanālu.
Procesors, izmantojot UART interfeisu, ir savienots ar diviem mikrokontrolleriem (MCU Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 KB RAM, 4 MB Flash, UART, SPI, GPIO), kas veic lidojuma vadības funkcijas. Divi mikrokontrolleri tiek izmantoti dublēšanai kļūmes gadījumā un saņem identisku informāciju no sensoriem. Ir aktīvs tikai viens mikrokontrolleris, bet otrs tiek izmantots kā rezerves un kļūmes gadījumā spēj pārņemt vadību. MicroSemi ProASIC3L FPGA ir atbildīgs par datu pārraidi no sensoriem uz mikrokontrolleriem un par mijiedarbību ar izpildmehānismiem, kas kontrolē lāpstiņas, kas arī pārslēdzas uz rezerves mikrokontrolleri kļūmes gadījumā.
Starp iekārtām drons izmanto lāzera altimetru no SparkFun Electronics, uzņēmuma, kas ražo atvērtā koda aparatūru un ir viens no atvērtā koda aparatūras (OSHW) definīcijas radītājiem. Citas tipiskas sastāvdaļas ir kardāna stabilizators (IMU) un viedtālruņos izmantotās videokameras. Viena VGA kamera tiek izmantota, lai izsekotu atrašanās vietai, virzienam un ātrumam, veicot salīdzinājumu pa kadriem. Otrā 13 megapikseļu krāsu kamera tiek izmantota, lai fotografētu apgabalu.
Lidojuma kontroles programmatūras komponenti tika izstrādāti NASA JPL (Jet Propulsion Laboratory) maziem un īpaši maziem mākslīgiem Zemes pavadoņiem (cubesats), un tie ir izstrādāti vairākus gadus kā daļa no atvērtās platformas F Prime (F'), kas izplatīta saskaņā ar Apache 2.0 licence.
F Prime nodrošina rīkus lidojuma vadības sistēmu un saistīto iegulto lietojumprogrammu ātrai attīstībai. Lidojuma programmatūra ir sadalīta atsevišķos komponentos ar labi definētām programmēšanas saskarnēm. Papildus specializētajiem komponentiem tiek piedāvāts C++ ietvars ar tādu funkciju ieviešanu kā ziņojumu rinda un multithreading, kā arī modelēšanas rīki, kas ļauj savienot komponentus un automātiski ģenerēt kodu.
Avots: opennet.ru