NASA 在 Ingenuity 火星火箭中使用了 Linux 和開源軟體

NASA 航太局的代表在接受 Spectrum IEEE 採訪時透露了自主偵察直升機 Ingenuity 的內部細節,昨天作為火星 2020 任務的一部分成功登陸火星。 該專案的一個特點是使用了基於高通 Snapdragon 801 SoC 的控制板,該晶片用於智慧型手機的生產。 Ingenuity的軟體是基於Linux核心和開源飛行軟體。 值得注意的是,這是Linux首次在發送到火星的裝置中使用。 此外,使用開源軟體和廣泛使用的硬體組件使有興趣的愛好者可以自行組裝類似的無人機。

做出這項決定的原因是,控制飛行的無人機比控制火星漫遊車需要更多的運算能力,火星漫遊車配備了專門製造的晶片,具有額外的輻射防護。 例如,維持飛行需要每秒 500 個週期運行的控制循環和每秒 30 幀的影像分析。

Snapdragon 801 SoC(四核心,2.26 GHz,2 GB RAM,32 GB Flash)為基於Linux的核心系統環境提供動力,該環境負責高級操作,例如基於相機圖像分析的視覺導航、數據管理、處理命令、生成遙測數據並維護無線通訊通道。

處理器使用 UART 介面連接到兩個執行飛行控制功能的微控制器(MCU Texas Instruments TMS570LC43x、ARM Cortex-R5F、300 MHz、512 KB RAM、4 MB 快閃記憶體、UART、SPI、GPIO)。 兩個微控制器用於在發生故障時提供冗餘,並從感測器接收相同的資訊。 只有一個微控制器處於活動狀態,第二個微控制器用作備用微控制器,在發生故障時能夠接管控制權。 MicroSemi ProASIC3L FPGA 負責將資料從感測器傳輸到微控制器,並與控制葉片的執行器交互,在發生故障時也會切換到備用微控制器。

NASA 在 Ingenuity 火星火箭中使用了 Linux 和開源軟體

設備中,無人機使用了 SparkFun Electronics 的雷射高度計,該公司是一家生產開源硬體的公司,也是開源硬體(OSHW)定義的創建者之一。 其他典型組件包括智慧型手機中使用的萬向穩定器 (IMU) 和攝影機。 一台 VGA 攝影機用於透過逐幀比較來追蹤位置、方向和速度。 第二個 13 萬像素彩色相機用於拍攝該區域的照片。

飛行控制軟體組件是在 NASA JPL(噴射推進實驗室)為小型和超小型人造地球衛星(立方體衛星)開發的,作為開放平台 F Prime (F´) 的一部分已經開發了好幾年,在阿帕奇2.0 許可證。

F Prime 提供快速開發飛行控制系統和相關嵌入式應用的工具。 飛行軟體分​​為具有明確定義的程式設計介面的各個組件。 除了專用元件之外,還提供了 C++ 框架,可實現訊息佇列和多執行緒等功能,以及允許您連接元件並自動產生程式碼的建模工具。

NASA 在 Ingenuity 火星火箭中使用了 Linux 和開源軟體


來源: opennet.ru

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