پهپاد تحقیقاتی و آموزشی علمی Prometheus P450 - کیت پهپاد DIY AI Orinnx SpireCV Industrial Plantable Development Platform

نمای کلی

را پهپاد تحقیقاتی و آموزشی علمی Prometheus P450 جامع است پلت فرم توسعه منبع باز برای کاربردهای علمی و پژوهشی طراحی شده است. این پهپاد کوادروتور که بر روی قاب مقاوم F450 ساخته شده است، سخت‌افزار پیشرفته از جمله رایانه داخلی NVIDIA Jetson Orin NX با قدرت محاسباتی 100 TOPS، دوربین‌های عمق و ردیابی RealSense Intel، LiDAR 2D و باتری 5000mAh با ظرفیت بالا را ادغام می‌کند. با پشتیبانی از حالت‌های کنترل پیشرفته، تجسم در زمان واقعی و برنامه‌ریزی مسیر با الگوریتم‌های دید SpireCV و EGO-Planner، تطبیق پذیری را برای برنامه‌های داخلی و خارجی با دقت بالا ارائه می‌دهد. ویژگی‌های اضافی شامل اجتناب از موانع خودکار، ردیابی کد QR و ادغام یکپارچه با سیستم ایستگاه زمینی Prometheus است که آن را به ابزاری قدرتمند برای توسعه هوش مصنوعی، آموزش و برنامه‌نویسی پهپاد تبدیل می‌کند.

ویژگی های کلیدی

1. قاب مقاوم
   برای پایداری قابل اعتماد بر روی قاب کوادروتور محکم F450 ساخته شده است.

2. محاسبات با عملکرد بالا
   مجهز به NVIDIA Jetson Orin NX که 100 TOPS قدرت محاسباتی هوش مصنوعی را ارائه می دهد.

3. سنسورهای پیشرفته
   شامل دوربین های Intel RealSense D435i و T265، LiDAR دو بعدی و ماژول های جریان نوری است.

4. موقعیت یابی دقیق
   موقعیت یابی Viobot با RTK، GPS و SLAM برای دقت بیشتر.

5. حالت های کنترل همه کاره
   پشتیبانی از 8 حالت کنترل از جمله موقعیت، سرعت و ردیابی مسیر.

6. پلتفرم منبع باز
   بر اساس ROS با رابط های توسعه ثانویه گسترده.

7. ایستگاه زمینی یکپارچه
   ایستگاه زمینی پرومتئوس برای نظارت، کنترل و تجسم در زمان واقعی.

8. کاربردهای داخلی/خارجی
   طراحی شده برای استفاده با دقت بالا در محیط های داخلی و خارجی.

9. باتری قدرتمند
   باتری 5000 میلی آمپری با ظرفیت بالا برای کارکرد طولانی مدت.

10. قابل ارتقا و برنامه ریزی
    از MATLAB Simulink و SpireCV SDK برای توسعه الگوریتم های سفارشی پشتیبانی می کند.

مشخصات

پارامترهای سخت افزاری

مشخصات پهپاد

دسته بندی	جزئیات
نوع پهپاد	کوادروتور
وزن برخاست (تقریبا)	2.044 کیلوگرم (شامل باتری)
فاصله بین دو محور مورب	410 میلی متر
ابعاد	طول: 290 میلی متر، عرض: 290 میلی متر، ارتفاع: 240 میلی متر
حداکثر وزن برخاست	2.2 کیلوگرم
زمان شناور	تقریبا 10 دقیقه
دقت شناور	موقعیت یابی RTK: عمودی ± 0.15 متر، افقی ± 0.1 متر
موقعیت یابی GPS	عمودی ± 0.5 متر، افقی ± 0.8 متر
دقت T265	± 0.05 متر
دمای عملیاتی	6 تا 40 درجه سانتی گراد

---

رایانه داخلی - Allspark

دسته بندی	جزئیات
نام	کامپیوتر Onboard Allspark-Orin NX
مدل	IA160_V1
وزن	تقریبا 188 گرم
ابعاد	102.5mm × 62.5mm × 31mm (شامل فن)
پردازنده	NVIDIA Jetson Orin NX
حافظه	16 گیگابایت LPDDR5
توان محاسباتی	100 تاپ
پردازنده گرافیکی	32 هسته تانسور، پردازنده گرافیکی 1024 هسته ای NVIDIA Ampere
CPU	پردازنده 64 بیتی 8 هسته ای Arm® Cortex®-A78AE v8.2 (2 مگابایت L2 + 4 مگابایت کش L3)
SSD	128 گیگابایت (رابط داخلی M.2، قابل ارتقا)
اترنت	100Mbps x2 (یک پورت مستقل، یک پورت سوئیچ)
وای فای	2.4 گیگاهرتز

رایانه داخلی - Viobot

دسته بندی	جزئیات
نام	Viobot
وزن	94 گرم
ابعاد	82 میلی متر × 75 میلی متر × 23 میلی متر
پردازنده	RK3588
حافظه	4 گیگابایت
توان محاسباتی	تقریبا 5 تاپ
فضای ذخیره سازی (eMMC)	16 گیگابایت
اترنت	1000Mbps (تطبیقی)
وای فای	2.4 گیگاهرتز

---

باتری برق

دسته بندی	جزئیات
ابعاد	130 میلی متر × 65 میلی متر × 40 میلی متر
وزن	470 گرم
ولتاژ قطع شارژ	16.8 ولت
ولتاژ اسمی	14.8 ولت
ظرفیت رتبه بندی شده	5000 میلی آمپر ساعت

---

کنترل از راه دور

دسته بندی	جزئیات
مدل	AMOVLAB QE-2
ولتاژ عملیاتی	4.5 ولت - 9 ولت
کانال ها	8
قدرت انتقال	<20dBm
وزن	410 گرم
ابعاد	179 × 81 × 161 میلی متر

---

لینک ارتباط

دسته بندی	جزئیات
مدل	مینی هومر
فرکانس	باند زیر 1G
ولتاژ عملیاتی	12 ولت
فاصله انتقال	1200 متر
پهنای باند	7 مگاهرتز

---

شارژر

دسته بندی	جزئیات
ولتاژ ورودی	DC 9 ولت - 12 ولت
حداکثر توان خروجی	25 وات
حداکثر جریان خروجی	1500 میلی آمپر
دقت نمایش	± 10 میلی ولت
ابعاد	81 میلی متر × 50 میلی متر × 20 میلی متر
وزن	76 گرم

دوربین عمق

دسته بندی	جزئیات
مدل	دوربین عمقی Intel® RealSense™ D435i
فناوری عمق	مادون قرمز استریو فعال
فناوری تصویربرداری عمقی	شاتر جهانی
عمق FOV (HxV)	86°×57° (±3°)
وضوح عمق و FPS	1280x720، 90 FPS (حداکثر)
فناوری تصویربرداری RGB	کرکره غلتکی
وضوح RGB و FPS	1920x1080، 30 FPS (حداکثر)
RGB FOV (HxV)	69°×42° (±1°)
حداقل فاصله عمق	0.105 متر
حداکثر برد	تقریبا 10 متر
ابعاد	طول: 90 میلی متر، عرض: 25 میلی متر، ارتفاع: 25 میلی متر
وزن	72 گرم

---

دوربین استریو

دسته بندی	جزئیات
مدل	دوربین ردیابی Intel® RealSense™ T265
سنسور عمق	دوربین دوگانه (چپ و راست)
وضوح عمق	848x800
محدوده عمق	0.2 متر تا 5 متر
وضوح دوربین	800x848 (در هر دوربین)
نرخ فریم	30 فریم بر ثانیه
فرمت تصویر	Y8
رابط داده	USB 3.1 Gen 1 Type-C
وزن	55 گرم
ابعاد	طول: 108 میلی متر، عرض: 25 میلی متر، ارتفاع: 13 میلی متر

ماژول جریان نوری

دسته بندی	جزئیات
وزن	5.0 گرم
ابعاد	29 میلی متر × 16.5 میلی متر × 15 میلی متر
محدوده اندازه گیری	0.01 متر - 8 متر
FOV افقی	6 درجه
FOV عمودی	42 درجه
قدرت	500 میلی وات
ولتاژ عملیاتی	4.0 ولت - 5.5 ولت
فاصله کاری موثر	> 80 میلی متر
رابط خروجی	UART

---

سنسور LiDAR

دسته بندی	جزئیات
مدل	سنسور S3M1-R2 LiDAR
سناریوهای کاربردی	مناسب برای محیط های داخلی و خارجی، قابلیت قابل اعتماد ضد نور خورشید (≥80Klux)
محدوده اندازه گیری	اجسام سفید: 0.05m~40m (70% بازتاب)
	اجسام سیاه: 0.05 متر ~ 15 متر (10٪ بازتابش)
	اشیاء سیاه: 0.05m~5m (2% بازتاب)
دقت زاویه ای	0 درجه ~ 1.5 درجه
فرکانس نمونه برداری	32 کیلوهرتز
فرکانس اسکن	معمولی: 10 هرتز، 10 تا 20 هرتز
وضوح زاویه ای	معمولی: 0.1125°، 0.1125°~0.225°
رابط ارتباطی	TTL UART
نرخ انتقال	1M
دقت برد	± 30 میلی متر
تفکیک فاصله	10 میلی متر
ولتاژ منبع تغذیه	5 ولت
وزن	تقریبا 115 گرم
دمای عملیاتی	10 تا 40 درجه سانتی گراد

پارامترهای نرم افزار

کامپیوتر آنبرد

دسته بندی	جزئیات
مدل	جتسون اورین NX
نسخه کودا	11.4.315
سیستم عامل	اوبونتو 20.04
Realsense SDK	2.50.0
نام کاربری	amov
نسخه ROS	متذکر
رمز عبور	amov
نسخه OpenCV	4.7.0
نسخه L4T	35.2.1
نسخه Realsense ROS	2.3.2
نسخه جت پک	5.1

---

نرم افزار پرومتئوس

دسته بندی	جزئیات
نسخه	نسخه 2.0

---

سیستم ایستگاه زمینی پرومتئوس

دسته بندی	جزئیات
نسخه	نسخه 1.24.01.08 (بر اساس سوابق رسمی ویکی)

لیست بسته بندی

نام	مدل	مقدار/واحد
قاب	MFP_V1	1
کنترلر پرواز	Pixhawk 6C	1
کنترل از راه دور	آمولاب QE-2	1
ماژول ارتباطات	مینی هومر	2 جفت
تابلوی توزیع برق	/	1
ESC	ESC 4 در 1	1
ماژول جریان نوری	MTF-01	1
موتور	2312 960kv	4
پروانه ها	10 اینچی	2 جفت
کامپیوتر آنبرد	Allspark Orin NX	1
دوربین عمقی استریو	اینتل D435i	1
دوربین عمقی استریو	اینتل T265	1
LiDAR	S3M1-R2	1
باتری	FB45 4S 5000mAh	1
ماژول GPS	GPS M8N	1
ماژول RTK	آنتن RTK	1
کابل آنتن GNSS	کابل آنتن GNSS	1
شارژر	PD60	1
کابل شبکه	1.5 متر	1
طناب ایمنی	50 متر	1
کابل داده	نوع A تا نوع C	2
گواهینامه	/	1 ورق

یادداشت ها:

ما همچنین مدل های کامپیوتر داخلی Viobot را ارائه می دهیم. برای جزئیات، لطفا با خدمات مشتری تماس بگیرید.

نام بسته	پیکربندی 2	پیکربندی 3
نام مدل	P450_Viobot	P450_RTK_Allspark2_T265_S3_D435i
سناریوهای استفاده	فضای داخلی: √ فضای باز: √	فضای داخلی: √ فضای باز: √
سکوی پرواز	F450	F450
کامپیوتر آنبرد	Viobot: √ Allspark2: ×	Viobot: × Allspark2: √
روش های موقعیت یابی	RTK: × GPS: √	RTK: √ GPS: √
دوربین عمق	T265: × D435i: ×	T265: √ D435i: √
LiDAR	S3M1-R2: ×	S3M1-R2: √
استفاده توصیه شده	استفاده از کنترل داخلی و خارجی	استفاده در فضای داخلی و خارجی با دقت بالا
ویژگی ها	برنامه های کاربردی کنترل پهپاد	برنامه های کاربردی کنترل پهپاد، ردیابی بصری، اجتناب از موانع بصری، ساختمان RTAB-Map، ساختمان Octomap، اجتناب از موانع LiDAR

جزئیات

پلت فرم توسعه پهپاد تحقیقاتی Prometheus 450

قاب F450

• ساختار محکم و قابل اعتماد با پایداری بالا.

محاسبات قدرتمند

• تا 100 TOPS توان محاسباتی ممیز شناور را فراهم می کند.

انتقال و کنترل تصویر یکپارچه

• سیگنال های کنترلر را در یک ماژول انتقال تصویر یکپارچه ترکیب می کند و به فاصله انتقال تا 1 کیلومتر می رسد.

---

پرومتئوس 450 (کوتاه شده به عنوان P450) یک کوادکوپتر با اندازه متوسط ​​است که برای کاربردهای داخلی و خارجی طراحی شده است. بر اساس پلتفرم F450، یک LiDAR دو بعدی، دوربین های عمقی استریو و سایر سنسورهای پیشرفته را با هم ادغام می کند. همراه با الگوریتم‌های بصری SpireCV و سیستم پهپاد خودران Prometheus برای دستیابی به ردیابی هدف و برنامه‌ریزی مسیر.

با اضافه شدن برنامه‌ریزی مسیر EGO-Planner و قابلیت‌های ایستگاه زمینی حرفه‌ای Prometheus، از تجسم در زمان واقعی، عملیات ساده و استقرار سریع پشتیبانی می‌کند.

برنامه کنترل هواپیماهای بدون سرنشین

ماژول کنترل پهپاد به عنوان یک پل بین الگوریتم‌های نرم‌افزار و پهپادها عمل می‌کند و موقعیت اولیه، نگه داشتن نقطه راه، فرود، حرکت و سایر حالت‌های کنترل را فراهم می‌کند. این شامل شش حالت کنترل فرعی برای موقعیت، سرعت و کنترل هیبریدی موقعیت-سرعت در یک قاب اینرسی و بدنه، به همراه حالت های ردیابی مسیر و کنترل مارپیچی است که در مجموع هشت حالت کنترل را تشکیل می دهد.

ردیابی نقطه کد QR داخلی/خارجی (SpireCV Vision Library)

از کتابخانه چشم انداز SpireCV برای برنامه های تشخیص کد QR استفاده می کند و با رابط کنترلی Prometheus ادغام می شود. همراه با ایستگاه زمینی حرفه ای، قابلیت ردیابی نقطه کد QR داخلی و خارجی را به دست می آورد.

EGO-Planner داخلی/خارجی

از ورودی های سخت افزاری مختلف مانند دوربین های عمق یا LiDAR های 2 بعدی پشتیبانی می کند. الگوریتم برنامه ریزی مسیر EGO-Planner را برای دستیابی به اجتناب از موانع ادغام می کند و الگوریتم نقشه برداری Octomap را ارائه می دهد. در ترکیب با ایستگاه زمینی حرفه ای، برنامه ریزی مسیر مستقل را امکان پذیر می کند.

سیستم نرم افزاری Prometheus V2

پلت فرم توسعه بر اساس چارچوب منبع باز ROS و Prometheus ساخته شده است که دارای عملکردهای غنی و قابلیت های داخلی است. این رابط های توسعه ثانویه فراوان برای توسعه کارآمد فراهم می کند. از ورودی های داده مانند اطلاعات موقعیت، حالت های پرواز، وضعیت باتری، IMU و حسگرهای تشخیص وضعیت پهپاد پشتیبانی می کند و داده هایی را برای موقعیت، سرعت، شتاب و کنترل وضعیت بدن ارائه می دهد. همچنین شامل نمونه هایی برای رابط های توسعه ثانویه است.

علاوه بر این، این سیستم مجهز به ویژگی‌های ایمنی برای فرود مستقل و اجتناب از موانع در مواقع اضطراری، کاهش خطرات و تضمین عملیات ایمن‌تر است.

---

کتابخانه چشم انداز SpireCV

کتابخانه بینایی SpireCV یک SDK تخصصی است که برای سیستم های بینایی هوشمند طراحی شده است. ویژگی‌های اصلی آن شامل کنترل پهپاد/دوربین، ذخیره‌سازی ویدئو، هل دادن، ردیابی هدف، شناسایی و ردیابی است. این به توسعه دهندگان سیستم های پهپاد هوشمند با راندمان بالا، دقت و رابط های یکپارچه ارائه می دهد.

این مدل به طور خاص از عملکردهای ردیابی نقطه و اجتناب از موانع مبتنی بر YOLO پشتیبانی می کند.

سیستم ایستگاه زمینی پرومتئوس

ایستگاه زمینی Prometheus یک رابط تعاملی برای هواپیماهای بدون سرنشین است که با استفاده از Qt و بر اساس سیستم Prometheus توسعه یافته است. ایستگاه زمینی از ارتباط TCP/UDP استفاده می کند و از تنظیمات پیچیده ارتباطات چند ماشینی ROS1 اجتناب می کند.

این ایستگاه زمینی به کاربران اجازه می دهد تا به سرعت عملکردهای مختلف سیستم Prometheus را تکرار کنند و امکان نظارت در زمان واقعی وضعیت هواپیماهای بدون سرنشین را فراهم کنند. همچنین از عملیات هایی مانند برخاستن با یک کلیک، فرود و کنترل موقعیت پشتیبانی می کند.

جعبه ابزار Matlab (اختیاری)

جعبه ابزار Matlab یکی از زیر ماژول های پروژه Prometheus است. این ماژول چندین نمونه برنامه را برای الگوریتم های کنترل پهپاد با استفاده از Simulink ارائه می دهد. از طریق جعبه ابزار Matlab ROS، یک پیوند ارتباطی بین Matlab (Simulink) و ROS برقرار می کند.

این عمدتا برای طراحی، آزمایش و توسعه ثانویه الگوریتم های کنترل پهپاد و الگوریتم های کنترل ازدحام و همچنین طراحی های کنترل کننده استفاده می شود. از توسعه ثانویه با استفاده از برنامه ها و رابط های Matlab/Simulink پشتیبانی می کند. شبیه‌سازی و آزمایش‌های بلادرنگ (بدون نیاز به دانلود برنامه‌ها در پهپاد) را قادر می‌سازد و الگوریتم‌های نمونه فراوانی را ارائه می‌دهد.

ماژول تعیین موقعیت Viobot

(قابل استفاده برای مدل های P450 Viobot)

Viobot از تراشه داخلی RK3588 Rockchip استفاده می کند که به 6 تاپ قدرت محاسباتی و 70 درصد عملکرد باقی مانده مجهز شده است.Viobot باز بودن بالاتری را ارائه می‌کند و امکان دسترسی مستقیم به داده‌های IMU خود را برای اجرای الگوریتم‌های SLAM سفارشی فراهم می‌کند. عملکرد موقعیت یابی آن پایدار است، به اندازه کافی باز است و می تواند جایگزین خوبی برای T265 در نظر گرفته شود که نیازهای محلی سازی مشتریان را برآورده می کند.