SU17 研究用ドローン - MID-360 LiDAR、クアッドカメラ SLAM、EGO-Swarm を備えた PX4 オープンソース産業用ドローン開発

概要

SU17リサーチドローンは、 6000mAhバッテリー、 MID-360 ライダー 3Dマッピングの場合、 4台カメラSLAMシステム 正確な位置特定と統合された GPS+GLONASS測位離陸重量は 2.3キロ そして 積載量200g、それは提供します 飛行時間21分 視覚的位置決めモードでは、Prometheusソフトウェアを搭載し、ターゲット認識、経路計画、自律ナビゲーションをサポートし、 業界標準 研究とイノベーションのためのソリューション。

ハードウェアパラメータ

航空機

パラメータ	説明
航空機の種類	クワッドコプター
離陸重量（約）	2.3 kg（保護カバーとバッテリーを含む）
対角距離	320ミリメートル
寸法	長さ:442mm、幅:388mm、高さ:174mm(保護カバーを除く)
最大積載量	200グラム
ホバリング飛行時間	約 13 分 (ホバーが 100% で、0% 未満ではない場合)、視覚的な位置決め: 21 分
ホバリング精度	GPS: 垂直 ±1.5 m、水平 ±2.0 m
	3D LiDAR SLAM: 垂直 ±0.08 m、水平 ±0.08 m
	4カメラビジュアルSLAM: 垂直±0.05m、水平±0.05m
風抵抗レベル	レベル4
動作温度	-10°C～40°C
メインMCUチップ	STM32H743
国際ミュー	ICM42688/BMI088
バロメーター	MS5611
コンパス	QMC5883L
インタフェース	USBタイプC

オンボードコンピューター

パラメータ	説明
プロセッサ	インテル Core i5-8365U
メモリ容量	8GB
メモリ周波数	LPDDR3@2133MHz
ストレージ	256GB NVMe SSD
ネットワークポート	百度アポロイーサネットX2、 12V@3A power電源、IEEE 1588-2008（PTP v2）をサポート
シリアルポート	TTLシリアルポートX2、5V/3.3V@500mA power供給
USB	タイプC X2 (USB2.0 x 1、USB3.0 x 1)
HDMI	HDMI1.4

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パワーバッテリー

パラメータ	説明
モデル	SU17-L
電池のタイプ	高圧リチウムポリマー電池
定格電圧	26.4V (最大)、21V (最小)
保存電圧	22.8V（標準）
定格容量	6000mAh
重さ	680グラム
寸法	長さ: 85.2 mm、幅: 86。5mm、高さ:135mm

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リモートコントローラー

パラメータ	説明
モデル	QE-2
チャンネル	8
送信電力	18～20dBm
重さ	294.1グラム

ジンバル

パラメータ	説明
制御可能な角度	-90°～30°（傾斜軸）
ストリーミングプロトコル	RTSP (標準)
エンコード形式	264 形式
解決	1080P @ 25fps
対角視野角（D）	120°
垂直視野角（V）	54°
水平視野角（H）	95°

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画像伝送

パラメータ	説明
動作周波数	2.4GHz
送信電力	18dBm
通信範囲	3km（干渉なし、障害なし）
画像範囲	1km（干渉が最小限、障害物なし）
最大帯域幅	40Mbps

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4重深度カメラ

パラメータ	説明
ビジョンアクセラレータ	インテル Movidius マイリアド X VPU
最大解像度	1296x816
最大フレームレート	1280x800 @ 120fps
シャッタータイプ	グローバルシャッター
エンコード形式	8/10ビットシングルストリーム
視野角	対角視野角 150°、水平視野角 127.4°、垂直視野角 79.7°
センサーの数	4 (フロント 2 + リア 2)
国際ミュー	BMI270

GNSS

パラメータ	説明
水平精度	1.5 m CEP（SBAS付き）
速度精度	0.05メートル/秒
動作モード	GPS + GLONASS + BDS + ガリレオ + SBAS + QZSS

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充電器

パラメータ	説明
モデル	LK150-2640500
AC入力電圧	100V～240V
DC入力電圧	26.4V
重さ	460グラム
充電電流	5A

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3Dライダー

パラメータ	説明
モデル	ミッド360
レーザー波長	905 nm
測定範囲	40 m @ 10% 反射率
視野角	水平360°、垂直-7°～52°
最小範囲	0.1メートル
ポイント頻度	10 Hz (標準)
ポイント出力	200,000ポイント/秒
データインターフェース	100 BASE-TX イーサネット
データ同期	IEEE 1588-2008 (PTP v2)、GPS
内蔵IMU	ICM40609
電源電圧	7〜27V
寸法	65mm（幅）×65mm（奥行き）×60mm（高さ）
重さ	115グラム
動作温度	-20℃～55℃

ソフトウェアパラメータ

オンボードコンピューター

パラメータ	説明
モデル	インテル Core i5-8365U
システム	ウブントゥ 20.04
ユーザー名	アモフ
パスワード	アモフ
ロス	ノエティック
オープンCV	4.7.0
視覚位置測定システム	BSA_SLAM V1

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プロメテウスソフトウェア

パラメータ	説明
バージョン	バージョン2.0
PrometheusGroundStation システム	v1.24.11.27 (Wiki リリース記録に基づく最終バージョン)

詳細

SU17 研究版

業界レベルの品質を誇る研究用ドローン

• オプションの3D LiDAR: マッピング、位置決め、ナビゲーション障害物回避を可能にします。
• プロメテウス自律ドローンソフトウェア: ドローンの制御を素早く習得するためのデモが豊富にあります。
• 業界レベルの飛行プラットフォーム: 安定性とオープン性を備え、研究用ドローンのパフォーマンスに新たな基準を確立します。

主な特徴

SU17研究 ドローン開発プラットフォーム (SU17と呼称)は、フライトコントローラー、オンボードコンピューター、クアッドカメラSLAMモジュール、クラウドカメラ、画像伝送モジュールを組み込んだ統合設計を採用し、高度な統合により、ハードウェアの安定性と信頼性が大幅に向上しています。Prometheus自律型ドローンソフトウェアを搭載したSU17は、さまざまな飛行制御シナリオでのターゲット認識、追跡、経路計画などの機能をサポートしています。

オプションで MID-360 3D LiDAR を統合し、FAST-LIO アルゴリズムと組み合わせて 3D LiDAR SLAM を実現し、正確な環境検知と位置情報を提供します。EGO-Swarm パス プランニング アルゴリズムと組み合わせることで、複雑な環境でも効率的なリアルタイム 3D マッピングと障害物回避が可能になります。

Prometheus V2 ソフトウェア システム

開発プラットフォームは、ROS および Prometheus オープンソース フレームワーク上に構築されており、効率的な再プログラミングのための豊富な機能と広範な二次開発 API を提供します。位置情報、飛行モード、バッテリー状態、IMU データ、その他のドローン状態およびセンサー データ インターフェイスへのアクセスに加え、位置、速度、加速度、姿勢の制御インターフェイスも提供します。

また、関連APIの使用例も掲載しています。さらに、飛行操作時の安全確認機能（アンチクラッシュ）を搭載しており、異常事態発生時に自動降下が可能で、墜落リスクを低減し、より安全な開発を実現します。

SpireCV ビジョンライブラリ

SpireCV Vision Library は、インテリジェント UAV システム向けに特別に設計されたリアルタイム画像処理 SDK です。ジンバルとカメラの制御、ビデオの保存とストリーミング、ターゲットの検出、認識、追跡などの機能を提供します。

この SDK は、インテリジェント UAV システムの開発者に、高いパフォーマンス、信頼性、合理化されたインターフェイスを提供することを目的としています。機能豊富なビジュアル処理ソリューションにより、開発者はさまざまな複雑なビジョンベースのアプリケーションを効率的に実装できます。

プロメテウス地上局

Prometheus Ground Station は、Prometheus システムに基づいて開発され、Qt テクノロジーを使用して構築された人間とドローンのインタラクション インターフェイスです。Prometheus システムの機能を迅速に複製し、ドローンの状態と制御データをリアルタイムで監視し、3D で視覚化することができます。

地上ステーションを通じて、ユーザーはワンクリック離陸、現在の位置でのホバリング、着陸、位置制御などのコマンドを実行できます。さらに、システムは、ユーザー定義のスクリプトを開始したり、カスタムメッセージを送信したりするためのカスタム機能ボタンをサポートしており、ユーザー操作の利便性、効率性、拡張性が大幅に向上しています。

強力な拡張

ハードウェア拡張ポート

• シリアルポート1

• シリアルポート2

• ネットワークポート 1

• ネットワークポート2

• USBポート:

  • USB 3.0 (USB 2.0と互換性あり)
  • USB2.0 について

ハードウェアフレームワーク

この画像は SU17 ドローンのハードウェア アーキテクチャを示しており、高度なデータ処理とシステム制御のためのさまざまなコンポーネントの統合が強調されています。

1. カメラ（カメラ1～4）:
   接続された VPU（ビジョンプロセッシングユニット） フロントエンドの前処理用。

2. 仮想化:
   複数のカメラからの映像データを処理し、処理ユニットに転送します。

3. CPU (X86) と iGPUとOpenVINO:
   バックエンド処理の主要な計算ユニットとして機能し、ネットワーク接続された拡張機能をサポートして計算能力を強化します。

4. ARM シングルチップ マイクロコントローラ:
   追加の制御機能のために、UART インターフェイスを介して CPU と対話します。

5. フロントエンドパイプラインとカメラ 5:
   専用の ARM プロセッサによって管理され、さらにデータが合理化されます。

このフレームワークは複数の処理ユニットを統合し、リアルタイムの画像分析、高度な計算タスク、ハードウェア コンポーネント間のシームレスな通信をサポートします。これにより、研究開発アプリケーションにおける複雑な操作を効率的に処理できます。

ソフトウェアフレームワーク

この図は、SU17 ドローンのソフトウェア アーキテクチャを示しており、自律機能のためのさまざまなシステムの統合を強調しています。

1. BSA_SLAM (マッピングとローカリゼーション):

   • 空間マッピングと位置データを提供します。
   • 深度と IMU センサーの入力を統合し、正確な環境認識を実現します。

2. SpireCV ビジョン パーセプション:

   • オブジェクトの検出、ROI 情報、ターゲットの追跡などの視覚データを処理します。

3. ユーザーアプリケーション:

   • データの視覚化やコマンド入力などのユーザー主導のタスク用のインターフェース。

4. プロメテウスモーションプランニング:

   • 位置、速度、ターゲット データを使用して軌道計画を処理します。

5. ASDK自動運転フレームワーク:

   • 中央処理層として機能し、センサー、カメラ、クラウド モジュール、外部インターフェイス間のデータ フローを管理します。
   • 複数の入出力チャネル (ネットワーク ポート、シリアル ポートなど) をサポートします。

6. マヴロス:

   • 飛行状態と位置制御のために飛行制御システム (PX4/FMT) と通信します。

7. クラウドモジュールとマルチシンクカメラ:

   • 高度な処理のためにクラウドベースのデータを統合します。
   • 視覚入力を同期して高精度な操作を実現します。

ブルーライン: 軌道計画のための意思決定経路を表します。

このアーキテクチャは、モジュール式の拡張可能な設計を示しており、堅牢なドローン操作のためにさまざまなハードウェアおよびソフトウェア コンポーネント間のシームレスな通信を可能にします。

インテリジェントなオープン性: 統合型 UAV システム ソリューション

この図は、さまざまなコンポーネント間のモジュール性と統合を強調した、ドローン システムの包括的かつオープンなアーキテクチャを示しています。

1. コアコンポーネント:

   • FMTオープンソースオートパイロット: モジュール開発に基づく信頼性の高い飛行制御を提供し、多様な環境とデータ統合をサポートします。
   • PX4 フライトコントロールシステム: 安定性を確保し、高度なモジュールカスタマイズをサポートします。
   • SpireCV 視覚認識プラットフォーム: 物体検出、追跡、リアルタイムビデオストリーミングなどの画像処理に重点を置いています。

2. 主要なフレームワーク:

   • プロメテウス自律型UAVプラットフォーム: マルチドローン制御、動作計画、共同ナビゲーション、現実世界のシミュレーションが含まれます。
   • BSA_SLAM システム: ビジョンベースの SLAM と LiDAR ベースの SLAM を組み合わせて、正確な位置決めとマッピングを実現します。
   • ASDK G/D地上局制御インターフェース: 地上局と UAV 間のシームレスな通信を可能にし、監視とリアルタイム調整を実現します。

3. ワークフロー統合:

   • 動作計画、環境マッピング、自律ナビゲーションなどのプロセスを強調表示します。
   • 軌道制御、障害物回避、リアルタイムのデータ管理のための専門的な地上局との統合。

4. シミュレーションサポート:

   • 自律ミッションテスト、UAV 制御、コンポーネント検証用のシミュレーション システムが含まれています。

このシステムは、さまざまなシナリオでの研究、アプリケーション、テストのためのスケーラブルな機能を備えた、自律型 UAV 開発のための最先端のソリューションを実証します。

SU17研究用ドローンの構造部品を改良し、その安定性と先進的なデザインを強調しました。主な特徴は次のとおりです。 MID360 ライダー 正確なマッピングのために、 全方向視覚システム 包括的な環境認識のために、 単軸ジンバル 安定した画像と堅牢な 6Sバッテリー パワーを拡張するために。その他の重要なコンポーネントには、 プロペラシステム、 アンテナ、 航海灯、そして マイクロSDカードスロット データストレージ用。最先端のハードウェアを統合した設計により、さまざまな研究アプリケーションで信頼性と高性能が確保されます。