Prometheus P450 Drohne für wissenschaftliche Forschung und Lehre – Open-Source-KI Orinnx SpireCV Industrielle programmierbare Entwicklungsplattform DIY-Drohnen-Kit

Überblick

Der Prometheus P450 Drohne für wissenschaftliche Forschung und Lehre ist eine umfassende Open-Source-Entwicklungsplattform Entwickelt für akademische und Forschungsanwendungen. Diese Quadrotor-Drohne basiert auf dem robusten F450-Rahmen und integriert modernste Hardware, darunter den NVIDIA Jetson Orin NX-Bordcomputer mit 100 TOPS Rechenleistung, Intel RealSense-Tiefen- und Tracking-Kameras, 2D-LiDAR und einen 5000-mAh-Akku mit hoher Kapazität. Sie unterstützt erweiterte Steuerungsmodi, Echtzeitvisualisierung und Pfadplanung mit SpireCV-Bildalgorithmen und EGO-Planner und bietet Vielseitigkeit für hochpräzise Anwendungen im Innen- und Außenbereich. Zu den weiteren Funktionen gehören die autonome Hindernisvermeidung, QR-Code-Tracking und die nahtlose Integration mit dem Prometheus Ground Station-System, was sie zu einem leistungsstarken Werkzeug für die KI-Entwicklung, Bildung und UAV-Programmierung macht.

Hauptmerkmale

1. Robuster Rahmen
   Aufgebaut auf dem robusten F450-Quadrotorrahmen für zuverlässige Stabilität.

2. Hochleistungsrechnen
   Ausgestattet mit NVIDIA Jetson Orin NX, das 100 TOPS KI-Rechenleistung liefert.

3. Fortschrittliche Sensoren
   Enthält Intel RealSense D435i- und T265-Kameras, 2D-LiDAR und optische Flussmodule.

4. Präzise Positionierung
   RTK-, GPS- und SLAM-fähige Viobot-Positionierung für verbesserte Genauigkeit.

5. Vielseitige Steuerungsmodi
   Unterstützt 8 Steuerungsmodi, einschließlich Positions-, Geschwindigkeits- und Flugbahnverfolgung.

6. Open-Source-Plattform
   Basierend auf ROS mit umfangreichen sekundären Entwicklungsschnittstellen.

7. Integrierte Bodenstation
   Prometheus-Bodenstation für Echtzeitüberwachung, -steuerung und -visualisierung.

8. Anwendungen im Innen- und Außenbereich
   Entwickelt für den hochpräzisen Einsatz im Innen- und Außenbereich.

9. Leistungsstarker Akku
   Hochleistungsakku mit 5000 mAh für längeren Betrieb.

10. Erweiterbar und programmierbar
    Unterstützt MATLAB Simulink und SpireCV SDK für die Entwicklung benutzerdefinierter Algorithmen.

Technische Daten

Hardwareparameter

Drohnenspezifikationen

Kategorie	Details
Drohnentyp	Quadrocopter
Abfluggewicht (ca.)	2,044 kg (inkl. Batterie)
Diagonaler Radstand	410 mm
Maße	Länge: 290mm, Breite: 290mm, Höhe: 240mm
Maximales Startgewicht	2,2 kg
Schwebezeit	Ca. 10 Minuten
Schwebegenauigkeit	RTK-Positionierung: Vertikal ±0,15 m, Horizontal ±0,1 m
GPS-Positionierung	Vertikal ±0,5 m, Horizontal ±0,8 m
T265 Genauigkeit	±0.05 Min.
Betriebstemperatur	6°C bis 40°C

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Bordcomputer - Allspark

Kategorie	Details
Name	Allspark-Orin NX Bordcomputer
Modell	IA160_V1
Gewicht	Ca. 188g
Maße	102,5 mm × 62,5 mm × 31 mm (einschließlich Lüfter)
Prozessor	NVIDIA Jetson Orin NX
Erinnerung	16 GB LPDDR5
Rechenleistung	100 TOPS
Grafikkarte	32 Tensor-Kerne, 1024-Kern-GPU mit NVIDIA Ampere-Architektur
CPU	8-Core Arm® Cortex®-A78AE v8.2 64-Bit-CPU (2 MB L2 + 4 MB L3-Cache)
SSD	128 GB (integrierte M.2-Schnittstelle, erweiterbar)
Ethernet	100 Mbit/s x2 (ein unabhängiger Port, ein Switch-Port)
W-lan	2,4 GHz

Bordcomputer - Viobot

Kategorie	Details
Name	Viobot
Gewicht	94 g
Maße	82 mm × 75 mm × 23 mm
Prozessor	RK3588
Erinnerung	4 GB
Rechenleistung	Ca. 5 TOPS
Speicher (eMMC)	16 GB
Ethernet	1000 Mbit/s (adaptiv)
W-lan	2,4 GHz

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Akku

Kategorie	Details
Maße	130 mm × 65 mm × 40 mm
Gewicht	470g
Ladeschlussspannung	16,8 V
Nennspannung	14,8 V
Nennkapazität	5000 mAh

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Fernbedienung

Kategorie	Details
Modell	AMOVLAB QE-2
Betriebsspannung	4.5 V bis 9 V
Kanäle	8
Sendeleistung	<20dBm
Gewicht	410g
Maße	179 mm × 81 mm × 161 mm

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Kommunikationslink

Kategorie	Details
Modell	Mini Homer
Frequenz	Sub-1G-Band
Betriebsspannung	12V
Übertragungsdistanz	1200 m
Bandbreite	7 MHz

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Ladegerät

Kategorie	Details
Eingangsspannung	Gleichstrom 9 V bis 12 V
Maximale Ausgangsleistung	25 W
Maximaler Ausgangsstrom	1500 mA
Anzeigegenauigkeit	±10 mV
Maße	81 mm × 50 mm × 20 mm
Gewicht	76g

Tiefenkamera

Kategorie	Details
Modell	Intel® RealSense™ Tiefenkamera D435i
Tiefentechnologie	Aktives Stereo-IR
Tiefenbildtechnologie	Global Shutter
Tiefen-Sichtfeld (HxV)	86°×57° (±3°)
Tiefenauflösung und FPS	1280 x 720, 90 FPS (maximal)
RGB-Bildgebungstechnologie	Rollladen
RGB-Auflösung und FPS	1920 x 1080, 30 FPS (maximal)
RGB-Sichtfeld (HxV)	69°×42° (±1°)
Mindesttiefenabstand	0,105 m
Maximale Reichweite	Ca. 10m
Maße	Länge: 90mm, Breite: 25mm, Höhe: 25mm
Gewicht	72 g

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Stereokamera

Kategorie	Details
Modell	Intel® RealSense™ Tracking-Kamera T265
Tiefensensor	Doppelkameras (links und rechts)
Tiefenauflösung	848 x 800
Tiefenbereich	0,2 m bis 5 m
Kameraauflösung	800 x 848 (pro Kamera)
Bildfrequenz	30 FPS
Bildformat	Y8
Datenschnittstelle	USB 3.1 Gen 1 Typ C
Gewicht	55 g
Maße	Länge: 108mm, Breite: 25mm, Höhe: 13mm

Optisches Flussmodul

Kategorie	Details
Gewicht	5,0 g
Maße	29 mm × 16,5 mm × 15 mm
Messbereich	0,01 m – 8 m
Horizontales Sichtfeld	6°
Vertikales Sichtfeld	42°
Leistung	500 mW
Betriebsspannung	4,0 V bis 5,5 V
Effektiver Arbeitsabstand	>80 mm
Ausgabeschnittstelle	UART

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LiDAR-Sensor

Kategorie	Details
Modell	S3M1-R2 LiDAR-Sensor
Anwendungsszenarien	Geeignet für den Innen- und Außenbereich, zuverlässiger Sonnenschutz (≥80 Klux)
Messbereich	Weiße Objekte: 0,05 m – 40 m (70 % Reflektivität)
	Schwarze Objekte: 0,05 m ~ 15 m (10 % Reflektivität)
	Schwarze Objekte: 0,05 m ~ 5 m (2 % Reflektivität)
Winkelgenauigkeit	0° ~ 1,5°
Abtastfrequenz	32 kHz
Scanfrequenz	Typisch: 10 Hz, 10–20 Hz
Winkelauflösung	Typisch: 0,1125°, 0,1125°~0,225°
Kommunikationsschnittstelle	TTL UART
Übertragungsrate	1 Mio.
Reichweitengenauigkeit	±30 mm
Entfernungsauflösung	10 mm
Versorgungsspannung	5 V
Gewicht	Ca. 115g
Betriebstemperatur	10°C ~ 40°C

Softwareparameter

Bordcomputer

Kategorie	Details
Modell	Jetson Orin NX
Cuda-Version	11.4.315
Betriebssystem	Ubuntu 20.04
Realsense SDK	2.50.0
Benutzername	amov
ROS-Version	noetisch
Passwort	amov
OpenCV-Version	4.7.0
L4T Version	35.2.1
Realsense ROS-Version	2.3.2
Jetpack-Version	5.1

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Prometheus Software

Kategorie	Details
Version	Version 2.0

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Prometheus-Bodenstationssystem

Kategorie	Details
Version	v1.24.01.08 (basierend auf offiziellen Wiki-Aufzeichnungen)

Packliste

Name	Modell	Menge/Einheit
Rahmen	MFP_V1	1
Fluglotse	Pixhawk 6C	1
Fernbedienung	Amovlab QE-2	1
Kommunikationsmodul	Mini Homer	2 Paare
Stromverteilungsplatine	/	1
ESC	4-in-1-Regler	1
Optisches Flussmodul	MTF-01	1
Motor	2312 960 kV	4
Propeller	10 Zoll	2 Paare
Bordcomputer	Allspark Orin NX	1
Stereo-Tiefenkamera	Intel D435i	1
Stereo-Tiefenkamera	Intel T265	1
LiDAR	Staffel 3M1-R2	1
Batterie	FB45 4S 5000mAh	1
GPS-Modul	M8N GPS	1
RTK-Modul	Antenne RTK	1
GNSS-Antennenkabel	GNSS-Antennenkabel	1
Ladegerät	PD60	1
Netzwerkkabel	1,5 m	1
Sicherungsseil	50 m	1
Datenkabel	Typ A bis Typ C	2
Zertifikat	/	1 Blatt

Hinweise:

Wir bieten auch Viobot-Bordcomputermodelle an. Weitere Informationen erhalten Sie beim Kundendienst.

Paketname	Konfiguration 2	Konfiguration 3
Modellname	P450_Viobot	P450_RTK_Allspark2_T265_S3_D435i
Anwendungsszenarien	Innen: √ Außenbereich: √	Innen: √ Außenbereich: √
Flugplattform	F450	F450
Bordcomputer	Viobot: √ Allspark2: ×	Viobot: × Allspark2: √
Positionierungsmethoden	RTK: × GPS: √	RTK: √ GPS: √
Tiefenkamera	T265: × D435i: ×	T265: √ D435i: √
LiDAR	S3M1-R2: ×	S3M1-R2: √
Empfohlene Verwendung	Steuerung für den Innen- und Außenbereich	Hochpräziser Einsatz im Innen- und Außenbereich
Merkmale	UAV-Steuerungsanwendungen	UAV-Steuerungsanwendungen, visuelles Tracking, visuelle Hindernisvermeidung, RTAB-Kartenerstellung, Octomap-Erstellung, LiDAR-Hindernisvermeidung

Details

Prometheus 450 Forschungsdrohnen-Entwicklungsplattform

F450 Rahmen

• Stabile und zuverlässige Konstruktion mit hoher Stabilität.

Leistungsstarke Rechenleistung

• Bietet bis zu 100 TOPS Gleitkomma-Rechenleistung.

Integrierte Bildübertragung und Steuerung

• Kombiniert Controllersignale in einem integrierten Bildübertragungsmodul und erreicht dadurch eine Übertragungsdistanz von bis zu 1 km.

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Prometheus 450 (abgekürzt P450) ist ein mittelgroßer Quadrocopter, der sowohl für den Innen- als auch für den Außenbereich konzipiert ist. Basierend auf der F450-Plattform integriert er ein 2D-LiDAR, Stereo-Tiefenkameras und andere fortschrittliche Sensoren. Er verfügt über visuelle SpireCV-Algorithmen und das autonome Drohnensystem Prometheus zur Zielverfolgung und Pfadplanung.

Durch die Ergänzung der Routenplanung mit EGO-Planner und den professionellen Bodenstationsfunktionen von Prometheus werden Echtzeitvisualisierung, optimierte Abläufe und eine schnelle Bereitstellung unterstützt.

Anwendung zur Drohnensteuerung

Das Drohnensteuermodul fungiert als „Brücke“ zwischen Softwarealgorithmen und Drohnen und ermöglicht das Halten der Ausgangsposition, das Halten von Wegpunkten, den Abstieg, die Bewegung und andere Steuerzustände. Es umfasst sechs Untersteuermodi für Position, Geschwindigkeit und hybride Positions-Geschwindigkeits-Steuerung in einem Trägheits- und Körperrahmen sowie Flugbahnverfolgungs- und Spiralsteuerungsmodi, was insgesamt acht Steuermodi ergibt.

QR-Code-Punktverfolgung für den Innen- und Außenbereich (SpireCV Vision-Bibliothek)

Verwendet die SpireCV-Bildbibliothek für QR-Code-Erkennungsprogramme und lässt sich in die Prometheus-Steuerschnittstelle integrieren. In Verbindung mit der professionellen Bodenstation wird die Funktion zur Verfolgung von QR-Codepunkten im Innen- und Außenbereich erreicht.

Indoor/Outdoor EGO-Planer

Unterstützt verschiedene Hardware-Eingänge, wie Tiefenkameras oder 2D-LiDARs. Integriert den EGO-Planner-Pfadplanungsalgorithmus zur Hindernisvermeidung und bietet den Octomap-Mapping-Algorithmus. In Kombination mit der professionellen Bodenstation ermöglicht es eine autonome Pfadplanung.

Prometheus V2 Softwaresystem

Die Entwicklungsplattform basiert auf dem Open-Source-Framework ROS und Prometheus und bietet umfangreiche Funktionen und integrierte Fähigkeiten. Sie bietet zahlreiche sekundäre Entwicklungsschnittstellen für eine effiziente Entwicklung. Sie unterstützt Dateneingaben wie Positionsinformationen, Flugmodi, Batteriestatus, IMU und Drohnenzustandserkennungssensoren und bietet Daten für Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Haltungskontrolle. Sie enthält auch Beispiele für sekundäre Entwicklungsschnittstellen.

Darüber hinaus ist das System mit Sicherheitsfunktionen für den autonomen Abstieg und die Hindernisvermeidung im Notfall ausgestattet, wodurch Risiken reduziert und ein sichererer Betrieb gewährleistet wird.

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SpireCV Vision-Bibliothek

Die SpireCV Vision-Bibliothek ist ein spezialisiertes SDK, das für intelligente Vision-Systeme entwickelt wurde. Zu seinen Hauptfunktionen gehören Drohnen-/Kamerasteuerung, Videospeicherung, Pushing, Zielverfolgung, Erkennung und Tracking. Es bietet Entwicklern intelligenter Drohnensysteme hohe Effizienz, Präzision und nahtlose Schnittstellen.

Dieses Modell unterstützt insbesondere YOLO-basierte Punktverfolgungs- und Hindernisvermeidungsfunktionen.

Prometheus-Bodenstationssystem

Die Prometheus-Bodenstation ist eine interaktive Schnittstelle für Drohnen, die mit Qt entwickelt wurde und auf dem Prometheus-System basiert. Die Bodenstation verwendet TCP/UDP-Kommunikation und vermeidet so die komplexen Konfigurationen der ROS1-Mehrmaschinenkommunikation.

Mit dieser Bodenstation können Benutzer schnell verschiedene Funktionen des Prometheus-Systems replizieren und den Status der Drohne in Echtzeit überwachen. Sie unterstützt auch Vorgänge wie Start, Landung und Positionskontrolle mit nur einem Klick.

Matlab-Toolbox (optional)

Die Matlab-Toolbox ist eines der Untermodule des Prometheus-Projekts. Dieses Modul bietet mehrere Beispielprogramme für UAV-Steuerungsalgorithmen mit Simulink. Über die Matlab ROS-Toolbox stellt es eine Kommunikationsverbindung zwischen Matlab (Simulink) und ROS her.

Es wird hauptsächlich für den Entwurf, das Testen und die sekundäre Entwicklung von UAV-Steuerungsalgorithmen und Schwarmsteuerungsalgorithmen sowie für Controller-Designs verwendet. Es unterstützt die sekundäre Entwicklung mithilfe von Matlab/Simulink-Programmen und -Schnittstellen. Es ermöglicht Echtzeitsimulationen und Experimente (ohne dass Programme auf die Drohne heruntergeladen werden müssen) und bietet zahlreiche Beispielalgorithmen.

Viobot Positionierungsmodul

(Gilt für P450 Viobot-Modelle)

Viobot verwendet den inländischen RK3588-Chip von Rockchip, der mit 6 TOPS Rechenleistung und 70 % Restleistung ausgestattet ist.Viobot bietet eine höhere Offenheit und ermöglicht den direkten Zugriff auf seine IMU-Daten, um benutzerdefinierte SLAM-Algorithmen auszuführen. Seine Positionierungsleistung ist stabil, ausreichend offen und kann als gute inländische Alternative zum T265 angesehen werden, da es den Lokalisierungsanforderungen der Kunden gerecht wird.