Competição de codificação de chaves de plataforma de desenvolvimento de drones

A plataforma de desenvolvimento de drones HoverGames é uma solução de hardware / software NXP modular e flexível que pode ser usada para construir qualquer veículo autônomo, de drones e rovers a veículos aéreos não tripulados (UAV). A ideia nasceu em colaboração com o NXP HoverGames, uma competição de codificação para otimizar seu drone para uma variedade de aplicações. Codificadores, desenvolvedores e inovadores podem resolver problemas de forma criativa.

Como parte do kit, os participantes recebem um drone de referência completo que inclui a unidade de gerenciamento de voo (FMU).

Cada competição de hardware e codificação virtual NXP HoverGames ocorre ao longo de vários meses. Os participantes apenas adquirem o kit e se divertem. Inicialmente, os comissários do HoverGames pedem aos participantes que se familiarizem com o drone seguindo exemplos de tutoriais simples. Em seguida, os participantes podem se inscrever para qualquer um dos desafios de Software Virtual atualmente ativos (algumas qualificações são necessárias).

A plataforma de desenvolvimento tem um tamanho típico de cartão de crédito e é totalmente aberta para o desenvolvimento de robótica, algoritmos de controle, redes de segurança e protocolos de comunicação, e pode incluir componentes de suporte adicionais.

“Nós construímos o drone como um kit de desenvolvimento, pois é exatamente a intenção de todos que desejam trabalhar nele”, disse Iain Galloway, líder do programa de drones, Inovação de Sistemas, NXP. “Então, pensamos, como podemos ajudar mais pessoas a se envolverem com o ecossistema de software? Então, começamos o ano passado com o programa HoverGames. Definimos um tema social chamado ‘Fight Fires with Flyers’. E este é um desafio para ajudar os socorristas de alguma forma, um desafio para a codificação de software. Não é um desafio de vôo. ”

Veículos aéreos não tripulados

Os UAVs prometem novas perspectivas sobre o mundo ao nosso redor e a possibilidade de ir a lugares que antes eram impossíveis.

A tecnologia evoluiu desde o início do século passado, com um crescimento extraordinário na última década. No passado, os drones estavam disponíveis apenas para fins militares. No entanto, na última década, este tipo de equipamento tornou-se facilmente acessível a pessoas comuns e empresas de todos os tipos.

O uso de drones também está se tornando cada vez mais difundido como parte do kit de primeiros socorros no local de uma emergência ou desastre. Drones são dispositivos conectados e, como acontece com qualquer dispositivo, também surgem riscos de segurança de dados. O principal problema é que essas ferramentas foram projetadas alguns anos atrás, antes que o cibercrime fosse considerado uma ameaça real.

Kit de desenvolvimento de drones NXP HoverGames

O kit de desenvolvimento é essencialmente baseado em um microprocessador com Linux e Open CV e vários sensores que o acompanham para guiar o vôo.

“Para HoverGames 1, tínhamos o KIT-HGDRONEK66, que incluía o controlador de vôo MCU em tempo real FMUK66 executando NUTTX RTOS e pilha de vôo PX4”, disse Galloway. “Inclui todos os sensores para criar uma IMU (unidade de medição inercial) e interfaces para CAN, Ethernet automotivo de 2 fios e segurança. No Desafio 2, apresentamos um computador companheiro separado chamado 8MMNavQ (ou NavQ). Este computador complementar Linux usa o sistema no chip NXP i.MX 8 M Mini e inclui aceleradores de hardware para codificação de vídeo e é compatível com Linux que inclui visão de máquina OpenCV, ROS, Python, MAVSDK e outras ferramentas necessárias. ”

O controlador de vôo garante que o drone permaneça estável. A placa é oferecida como open-source com a possibilidade de inserir outros sensores externos para otimizar as operações de acordo com a funcionalidade.

Uma bateria LiPo e um rádio de telemetria específico do país devem ser implementados usando uma das conexões IoT. Para obter a funcionalidade completa do kit, você precisará selecionar qual dos dois rádios de telemetria disponíveis comprar. Através da telemetria, você pode ter uma conexão ao vivo com o veículo durante o vôo, e pode ver o estado do drone durante o vôo, carregar e controlar waypoints autônomos, e fazer as alterações necessárias. Os dados da telemetria são enviados para a estação de controle, mas também armazenados a bordo na unidade de vôo (figuras 1 e 2).

Figura 1:Diagrama de blocos do kit KIT-HGDRONEK66

Figura 2:componentes do kit do KIT-HGDRONEK66

A unidade de vôo RDDRONE-FMUK66 (FMU) é suportada pela pilha de vôo PX4.org de código aberto amigável para negócios, com a capacidade de controle de motor BLDC. O PX4 é amplamente utilizado para plataformas de drones comerciais e de pesquisa. Sua licença BSD permissiva preserva a capacidade de incluir IP proprietário. Este design de referência oferece liberdade para desenvolver seu próprio veículo robótico. Além disso, o FMU é versátil e pode executar outras pilhas de vôo de código aberto ou proprietárias, incluindo GPS e outras entradas de posicionamento para navegação autônoma para pontos de passagem de missão. O kit também é compatível com o software da estação terrestre QGroundControl, que está disponível como um programa de desktop e aplicativo móvel para Android e iPhone.

O RDDRONE-FMUK66 roda NuttX RTOS em um microcontrolador NXP Kinetis K66, com um núcleo ARM Cortex-M4 a 180 MHz e 2 MB de memória flash. Ele usa sensores NXP, transceptores de barramento CAN automotivos, bem como o novo transceptor de ethernet 100BASE-T1 automotivo de dois fios TJA110x.

Os componentes do kit de desenvolvimento de drones HoverGames também incluem módulo de energia DC para DC, módulo GPS NEO-M8N com montagem, interruptor de segurança, campainha e LED de status RGB brilhante, cabo SEGGER J-Link EDU Mini / FTDI USB-TTL-3V3 / Debug placa de fuga com cabo, motores sem escova BLDC 2212 920 kV, controladores de motor ESCs 40 A OPTO.

Figura 3:Unidade de voo RDDRONE-FMUK66 - Vista superior

Figura 4:Unidade de voo RDDRONE-FMUK66 - Vista inferior

Depois que todo o chassi é montado, o kit tem espaço adicional para outros componentes, como um adaptador Rapid IoT ou um computador de suporte, como o novo NavQ i.MX 8M Mini para uso como um processador de visão com Linux, OpenCV e ROS (figuras 3 e 4).

“Acho que uma das partes mais importantes desta solução é que ela é totalmente aberta”, disse Galloway. “Portanto, outros drones e empresas fornecerão um drone, mas eles fornecerão apenas um kit de desenvolvimento de software baseado em API. Você realmente não tem controle. Você não sabe o que está acontecendo nos bastidores. Em nosso projeto, tanto o controlador de vôo quanto os computadores externos, tudo é hardware e software de código aberto. Então, você pode realmente trabalhar com essa ferramenta e, eventualmente, transformá-la em um negócio ou produto. ”

O kit de desenvolvimento é vendido a um preço de $ 450 com vários descontos aplicados aos desenvolvedores durante os vários programas de jogos hover.

Muitos desafios com drones envolvem controlar ou programar um drone. HoverGames quer encorajar os participantes a escrever códigos para melhorar ou ativar novos recursos em seus veículos, bem como desafios divertidos de corridas de software. A comunidade PX4 Slack, GitHub e plataformas GitBook fornecem suporte para compartilhar opiniões como uma comunidade, bem como receber suporte da NXP.

Os participantes terão que projetar soluções para resolver um problema social ou alguns dos maiores desafios que a sociedade enfrenta - por exemplo, uma simulação de limpeza de resíduos ou monitoramento dos padrões de migração de uma espécie animal em extinção, ou gestão de desastres, crises de saúde, proteção ambiental, conservação da vida selvagem e muito mais.

O HoverGames Challenge 2 acaba de ser lançado e é intitulado “Ajude Drones a Ajudar Outros em Pandemias”. Este desafio adiciona o computador de visão NavQ e incentiva os participantes a pensar em influências positivas onde os drones podem ajudar as pessoas. Há muitas maneiras de ajudar durante uma pandemia, desde a entrega de medicamentos, ajudando os primeiros respondentes com redes de comunicação ou até mesmo ajudando os agricultores que estão tendo dificuldade em obter mão de obra a administrar suas necessidades de monitoramento de safra.

O desafio já está aberto para inscrição em https://www.hackster.io/contests/hovergames2.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Times Europe.