Prometheus P450 Drone do badań naukowych i nauczania - Open Source AI Orinnx SpireCV Przemysłowa programowalna platforma rozwojowa Zestaw DIY Drone

Przegląd

Ten Dron naukowo-badawczy i dydaktyczny Prometheus P450 jest kompleksowy platforma programistyczna typu open source zaprojektowany do zastosowań akademickich i badawczych. Zbudowany na solidnej ramie F450, ten quadrocopter integruje najnowocześniejszy sprzęt, w tym komputer pokładowy NVIDIA Jetson Orin NX o mocy obliczeniowej 100 TOPS, kamery głębi i śledzenia Intel RealSense, 2D LiDAR i akumulator o dużej pojemności 5000 mAh. Obsługując zaawansowane tryby sterowania, wizualizację w czasie rzeczywistym i planowanie ścieżki za pomocą algorytmów wizji SpireCV i EGO-Planner, oferuje wszechstronność w zastosowaniach wymagających wysokiej precyzji wewnątrz i na zewnątrz. Dodatkowe funkcje obejmują autonomiczne omijanie przeszkód, śledzenie kodów QR i bezproblemową integrację z systemem Prometheus Ground Station, co czyni go potężnym narzędziem do rozwoju AI, edukacji i programowania UAV.

Główne cechy

1. Solidna rama
   Zbudowany na solidnej ramie quadrocoptera F450, co zapewnia niezawodną stabilność.

2. Wysokowydajne obliczenia
   Wyposażony w NVIDIA Jetson Orin NX oferujący moc obliczeniową AI na poziomie 100 TOPS.

3. Zaawansowane czujniki
   Zawiera kamery Intel RealSense D435i i T265, moduły 2D LiDAR i przepływu optycznego.

4. Precyzyjne pozycjonowanie
   Większa dokładność pozycjonowania dzięki technologiom RTK, GPS i SLAM.

5. Wszechstronne tryby sterowania
   Obsługuje 8 trybów sterowania, w tym śledzenie pozycji, prędkości i trajektorii.

6. Platforma Open Source
   Oparty na systemie ROS z rozbudowanymi interfejsami programistycznymi.

7. Zintegrowana stacja naziemna
   Stacja naziemna Prometheus umożliwiająca monitorowanie, sterowanie i wizualizację w czasie rzeczywistym.

8. Zastosowania wewnątrz/na zewnątrz
   Zaprojektowane do precyzyjnego stosowania zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz pomieszczeń.

9. Mocna bateria
   Bateria o dużej pojemności 5000 mAh zapewniająca dłuższe działanie.

10. Możliwość rozbudowy i programowania
    Obsługuje pakiety MATLAB Simulink i SpireCV SDK umożliwiające opracowywanie niestandardowych algorytmów.

Specyfikacje

Parametry sprzętowe

Specyfikacje dronów

Kategoria	Bliższe dane
Typ drona	Quadrotor
Masa startowa (w przybliżeniu)	2,044 kg (wraz z baterią)
Rozstaw osi diagonalny	410 mm
Wymiary	Długość: 290mm, Szerokość: 290mm, Wysokość: 240mm
Maksymalna masa startowa	2,2 kg
Czas zawisu	Około 10 minut
Dokładność zawisu	Pozycjonowanie RTK: Pionowo ±0,15 m, Poziomo ±0,1 m
Pozycjonowanie GPS	Pionowo ±0,5 m, Poziomo ±0,8 m
Dokładność T265	±0.05m
Temperatura pracy	od 6°C do 40°C

---

Komputer pokładowy - Allspark

Kategoria	Bliższe dane
Nazwa	Komputer pokładowy Allspark-Orin NX
Model	IA160_V1
Waga	Około 188g
Wymiary	102,5 mm × 62,5 mm × 31 mm (w tym wentylator)
Edytor	NVIDIA Jetson Orin NX
Pamięć	16 GB LPDDR5
Moc obliczeniowa	100 NAJWYŻEJ
Procesor graficzny	32 rdzenie Tensor, 1024-rdzeniowy procesor graficzny NVIDIA Ampere
Procesor	8-rdzeniowy procesor Arm® Cortex®-A78AE v8.2 64-bitowy (pamięć podręczna L2 2 MB + pamięć podręczna L3 4 MB)
Dysk SSD	128 GB (wbudowany interfejs M.2, rozszerzalny)
Sieć Ethernetowa	100 Mb/s x2 (jeden niezależny port, jeden port przełącznika)
Wi-Fi	2,4 GHz

Komputer pokładowy - Viobot

Kategoria	Bliższe dane
Nazwa	Viobot
Waga	94g
Wymiary	82mm × 75mm × 23mm
Edytor	RK3588
Pamięć	4 GB
Moc obliczeniowa	Około 5 TOPÓW
Pamięć masowa (eMMC)	16 GB
Sieć Ethernetowa	1000 Mb/s (adaptacyjne)
Wi-Fi	2,4 GHz

---

Akumulator zasilający

Kategoria	Bliższe dane
Wymiary	130mm × 65mm × 40mm
Waga	470g
Napięcie odcięcia ładowania	16,8 V
Napięcie znamionowe	14,8 V
Nominalna pojemność	5000mAh

---

Pilot zdalnego sterowania

Kategoria	Bliższe dane
Model	AMOVLAB QE-2
Napięcie robocze	4.5V - 9V
Kanały	8
Moc transmisji	<20dBm
Waga	410g
Wymiary	179mm × 81mm × 161mm

---

Łącze komunikacyjne

Kategoria	Bliższe dane
Model	Mini Homer
Częstotliwość	Pasmo poniżej 1G
Napięcie robocze	12V
Odległość transmisji	1200m
Przepustowość łącza	7MHz

---

Rumak

Kategoria	Bliższe dane
Napięcie wejściowe	Prąd stały 9V - 12V
Maksymalna moc wyjściowa	25 W
Maksymalny prąd wyjściowy	1500mA
Dokładność wyświetlania	±10mV
Wymiary	81mm × 50mm × 20mm
Waga	76g

Kamera głębinowa

Kategoria	Bliższe dane
Model	Kamera głębi Intel® RealSense™ D435i
Technologia głębi	Aktywny Stereo IR
Technologia obrazowania głębi	Globalna migawka
Głębokość pola widzenia (HxV)	86°×57° (±3°)
Rozdzielczość głębi i FPS	1280x720, 90 FPS (maksymalnie)
Technologia obrazowania RGB	Roleta rolowana
Rozdzielczość RGB i FPS	1920x1080, 30 FPS (maksymalnie)
Pole widzenia RGB (poziom x pion)	69°×42° (±1°)
Minimalna głębokość odległości	0,105 mln
Maksymalny zasięg	Około 10m
Wymiary	Długość: 90mm, Szerokość: 25mm, Wysokość: 25mm
Waga	72g

---

Kamera stereoskopowa

Kategoria	Bliższe dane
Model	Kamera śledząca Intel® RealSense™ T265
Czujnik głębokości	Podwójny aparat (lewy i prawy)
Rozdzielczość głębi	848x800
Zakres głębokości	0,2m~5m
Rozdzielczość kamery	800x848 (na kamerę)
Szybkość klatek	30 klatek na sekundę
Format obrazu	Y8
Interfejs danych	USB3.1 Generacja 1 Typ-C
Waga	55g
Wymiary	Długość: 108mm, Szerokość: 25mm, Wysokość: 13mm

Moduł przepływu optycznego

Kategoria	Bliższe dane
Waga	5,0 g
Wymiary	29 mm × 16,5 mm × 15 mm
Zakres pomiaru	0,01m - 8m
Poziome pole widzenia	6°
Pole widzenia pionowe	42°
Moc	500mW
Napięcie robocze	4,0 V - 5,5 V
Efektywna odległość robocza	>80mm
Interfejs wyjściowy	UART

---

Czujnik LiDAR

Kategoria	Bliższe dane
Model	Czujnik LiDAR S3M1-R2
Scenariusze zastosowań	Nadaje się do stosowania wewnątrz i na zewnątrz, niezawodna ochrona przed światłem słonecznym (≥80Klux)
Zakres pomiaru	Białe obiekty: 0,05 m~40 m (odbicie 70%)
	Czarne obiekty: 0,05 m~15 m (odbicie 10%)
	Czarne obiekty: 0,05 m~5 m (2% współczynnika odbicia)
Dokładność kątowa	0° ~ 1,5°
Częstotliwość pobierania próbek	32kHz
Częstotliwość skanowania	Typowe: 10Hz, 10~20Hz
Rozdzielczość kątowa	Typowe: 0,1125°, 0,1125°~0,225°
Interfejs komunikacyjny	UARTTTL
Prędkość transmisji	1 mln
Dokładność zasięgu	±30mm
Rozdzielczość odległości	10mm
Napięcie zasilania	5V
Waga	Około 115g
Temperatura pracy	10°C ~ 40°C

Parametry oprogramowania

Komputer pokładowy

Kategoria	Bliższe dane
Model	Jetson Orin NX
Wersja Cuda	11.4.315
System operacyjny	Ubuntu 20.04
Zestaw SDK Realsense	2.50.0
Nazwa użytkownika	amov
Wersja ROS	intelektualny
Hasło	amov
Wersja OpenCV	4.7.0
Wersja L4T	35.2.1
Wersja Realsense ROS	2.3.2
Wersja Jetpack	5.1

---

Oprogramowanie Prometheus

Kategoria	Bliższe dane
Wersja	wersja 2.0

---

System stacji naziemnej Prometheus

Kategoria	Bliższe dane
Wersja	v1.24.01.08 (na podstawie oficjalnych zapisów Wiki)

Lista rzeczy do spakowania

Nazwa	Model	Ilość/Jednostka
Rama	MFP_V1	1
Kontroler lotu	Pixhawk 6C	1
Pilot zdalnego sterowania	Amovlab QE-2	1
Moduł komunikacyjny	Mini Homer	2 pary
Tablica rozdzielcza zasilania	/	1
ESC	4 w 1 ESC	1
Moduł przepływu optycznego	MTF-01	1
Silnik	2312 960kV	4
Śmigła	10 cali	2 pary
Komputer pokładowy	WszystkieSpark Orin NX	1
Kamera głębi stereo	Intel D435i	1
Kamera głębi stereo	Intel® T265	1
LiDAR	S3M1-R2	1
Bateria	FB45 4S 5000mAh	1
Moduł GPS	GPS-y M8N	1
Moduł RTK	Antena RTK	1
Kabel antenowy GNSS	Kabel antenowy GNSS	1
Rumak	PD60	1
Kabel sieciowy	1,5m	1
Lina bezpieczeństwa	50m	1
Kabel danych	Typ A do typu C	2
Certyfikat	/	1 arkusz

Uwagi:

Dostarczamy również modele komputerów pokładowych Viobot. Aby uzyskać szczegółowe informacje, skontaktuj się z obsługą klienta.

Nazwa pakietu	konfiguracja 2	konfiguracja 3
Nazwa modelu	P450_Viobot	P450_RTK_Allspark2_T265_S3_D435i
Scenariusze użytkowania	Wewnątrz: √ Na zewnątrz: √	Wewnątrz: √ Na zewnątrz: √
Platforma lotnicza	F450	F450
Komputer pokładowy	Viobot: √ Allspark2: ×	Viobot: × Allspark2: √
Metody pozycjonowania	RTK: × GPS: √	RTK: √ GPS: √
Kamera głębinowa	T265: × D435i: ×	T265: √D435i: √
LiDAR	S3M1-R2: ×	S3M1-R2: √
Zalecane zastosowanie	Sterowanie wewnątrz i na zewnątrz	Do użytku wewnątrz i na zewnątrz z wysoką precyzją
Cechy	Zastosowania sterowania bezzałogowymi statkami powietrznymi	Zastosowania sterowania UAV, śledzenie wizualne, wizualne unikanie przeszkód, budowanie RTAB-Map, budowanie Octomap, unikanie przeszkód LiDAR

Bliższe dane

Platforma rozwoju dronów badawczych Prometheus 450

Rama F450

• Solidna i niezawodna konstrukcja o wysokiej stabilności.

Potężne obliczenia

• Zapewnia do 100 TOPS mocy obliczeniowej w obliczeniach zmiennoprzecinkowych.

Zintegrowana transmisja obrazu i sterowanie

• Łączy sygnały kontrolera w zintegrowany moduł transmisji obrazu, umożliwiając transmisję na odległość do 1 km.

---

Prometeusz 450 (w skrócie P450) to średniej wielkości quadrocopter przeznaczony do zastosowań wewnątrz i na zewnątrz. Oparty na platformie F450, integruje 2D LiDAR, kamery głębi stereo i inne zaawansowane czujniki. Jest wyposażony w algorytmy wizualne SpireCV i autonomiczny system dronów Prometheus, aby umożliwić śledzenie celu i planowanie ścieżki.

Dzięki dodaniu funkcji planowania tras EGO-Planner i profesjonalnej stacji naziemnej Prometheus, system obsługuje wizualizację w czasie rzeczywistym, usprawnia działanie i przyspiesza wdrażanie.

Aplikacja do sterowania dronami

Moduł sterowania dronem działa jako „pomost” między algorytmami oprogramowania a dronami, zapewniając początkowe utrzymywanie pozycji, utrzymywanie punktu nawigacyjnego, opadanie, ruch i inne stany sterowania. Obejmuje sześć trybów podsterowania dla pozycji, prędkości i hybrydowego sterowania pozycją-prędkością w układzie bezwładnościowym i korpusu, wraz ze śledzeniem trajektorii i trybami sterowania spiralnego, co daje łącznie osiem trybów sterowania.

Śledzenie punktów kodem QR wewnątrz/na zewnątrz (Biblioteka wizji SpireCV)

Wykorzystuje bibliotekę wizyjną SpireCV do programów rozpoznawania kodów QR i integruje się z interfejsem sterowania Prometheus. W połączeniu z profesjonalną stacją naziemną osiąga funkcjonalność śledzenia punktów kodów QR wewnątrz i na zewnątrz.

Planer EGO do wnętrz i na zewnątrz

Obsługuje różne wejścia sprzętowe, takie jak kamery głębi lub 2D LiDAR. Integruje algorytm planowania ścieżki EGO-Planner w celu uniknięcia przeszkód i zapewnia algorytm mapowania Octomap. W połączeniu z profesjonalną stacją naziemną umożliwia autonomiczne planowanie ścieżki.

System oprogramowania Prometheus V2

Platforma programistyczna jest zbudowana na otwartym kodzie źródłowym ROS i Prometheus, oferując bogate funkcje i wbudowane możliwości. Zapewnia liczne drugorzędne interfejsy programistyczne dla wydajnego rozwoju. Obsługuje dane wejściowe, takie jak informacje o położeniu, tryby lotu, stan baterii, IMU i czujniki wykrywania stanu drona, oferując dane dotyczące położenia, prędkości, przyspieszenia i kontroli postawy. Zawiera również przykłady drugorzędnych interfejsów programistycznych.

Dodatkowo system wyposażono w funkcje bezpieczeństwa umożliwiające autonomiczne zniżanie i omijanie przeszkód w sytuacjach awaryjnych, co ogranicza ryzyko i zapewnia bezpieczniejszą pracę.

---

Biblioteka wizji SpireCV

Biblioteka wizyjna SpireCV to specjalistyczny zestaw SDK przeznaczony dla inteligentnych systemów wizyjnych. Jego główne funkcje obejmują sterowanie dronem/kamerą, przechowywanie wideo, pchanie, śledzenie celu, rozpoznawanie i śledzenie. Zapewnia twórcom inteligentnych systemów dronów wysoką wydajność, precyzję i bezproblemowe interfejsy.

Ten model obsługuje w szczególności funkcje śledzenia punktów i omijania przeszkód oparte na technologii YOLO.

System stacji naziemnej Prometheus

Stacja naziemna Prometheus to interaktywny interfejs dla dronów, opracowany przy użyciu Qt i oparty na systemie Prometheus. Stacja naziemna wykorzystuje komunikację TCP/UDP, unikając skomplikowanych konfiguracji komunikacji wielomaszynowej ROS1.

Ta stacja naziemna umożliwia użytkownikom szybkie powielanie różnych funkcji systemu Prometheus, umożliwiając monitorowanie stanu drona w czasie rzeczywistym. Obsługuje również takie operacje, jak start jednym kliknięciem, lądowanie i kontrola pozycji.

Skrzynka narzędziowa Matlab (opcjonalnie)

Skrzynka narzędziowa Matlab jest jednym z podmodułów projektu Prometheus. Ten moduł udostępnia wiele przykładowych programów dla algorytmów sterowania UAV przy użyciu Simulink. Poprzez skrzynkę narzędziową Matlab ROS nawiązuje ona połączenie komunikacyjne między Matlab (Simulink) a ROS.

Jest on głównie używany do projektowania, testowania i wtórnego rozwoju algorytmów sterowania UAV i algorytmów sterowania rojem, a także projektów kontrolerów. Wspiera wtórny rozwój przy użyciu programów i interfejsów Matlab/Simulink. Umożliwia symulację w czasie rzeczywistym i eksperymenty (bez konieczności pobierania programów do drona), oferując liczne przykładowe algorytmy.

Moduł pozycjonujący Viobot

(Dotyczy modeli P450 Viobot)

Viobot wykorzystuje krajowy układ RK3588 firmy Rockchip, wyposażony w 6 TOPS mocy obliczeniowej i 70% wydajności resztkowej.Viobot oferuje większą otwartość, umożliwiając bezpośredni dostęp do danych IMU w celu uruchomienia niestandardowych algorytmów SLAM. Jego wydajność pozycjonowania jest stabilna, wystarczająco otwarta i może być uważana za dobrą krajową alternatywę dla T265, spełniającą potrzeby klientów w zakresie lokalizacji.