Drone de ensino e pesquisa científica Prometheus P450 - Kit de drone DIY de plataforma de desenvolvimento programável industrial AI Orinnx SpireCV

Visão geral

O Drone de ensino e pesquisa científica Prometheus P450 é um abrangente plataforma de desenvolvimento de código aberto projetado para aplicações acadêmicas e de pesquisa. Construído na estrutura robusta F450, este drone quadricóptero integra hardware de ponta, incluindo o computador de bordo NVIDIA Jetson Orin NX com poder de computação de 100 TOPS, câmeras de profundidade e rastreamento Intel RealSense, LiDAR 2D e uma bateria de alta capacidade de 5000mAh. Suportando modos de controle avançados, visualização em tempo real e planejamento de caminho com algoritmos de visão SpireCV e EGO-Planner, ele oferece versatilidade para aplicações internas e externas de alta precisão. Recursos adicionais incluem prevenção autônoma de obstáculos, rastreamento de código QR e integração perfeita com o sistema Prometheus Ground Station, tornando-o uma ferramenta poderosa para desenvolvimento de IA, educação e programação de UAV.

Principais características

1. Estrutura robusta
   Construído sobre a estrutura robusta do quadricóptero F450 para estabilidade confiável.

2. Computação de alto desempenho
   Equipado com NVIDIA Jetson Orin NX, oferecendo 100 TOPS de poder de computação de IA.

3. Sensores avançados
   Inclui câmeras Intel RealSense D435i e T265, 2D LiDAR e módulos de fluxo óptico.

4. Posicionamento preciso
   Posicionamento Viobot habilitado para RTK, GPS e SLAM para maior precisão.

5. Modos de controle versáteis
   Suporta 8 modos de controle, incluindo posição, velocidade e rastreamento de trajetória.

6. Plataforma de código aberto
   Baseado em ROS com extensas interfaces de desenvolvimento secundário.

7. Estação terrestre integrada
   Estação terrestre Prometheus para monitoramento, controle e visualização em tempo real.

8. Aplicações internas/externas
   Projetado para uso de alta precisão em ambientes internos e externos.

9. Bateria poderosa
   Bateria de alta capacidade de 5000mAh para operação prolongada.

10. Expansível e programável
    Suporta MATLAB Simulink e SpireCV SDK para desenvolvimento de algoritmos personalizados.

Especificações

Parâmetros de Hardware

Especificações do Drone

Categoria	Detalhes
Tipo de drone	Quadrotor
Peso de decolagem (aprox.)	2.044kg (incluindo bateria)
Distância entre eixos diagonal	410 mm
Dimensões	Comprimento: 290 mm, Largura: 290 mm, Altura: 240 mm
Peso máximo de decolagem	2,2 kg
Tempo de pairar	Aproximadamente 10 minutos
Precisão de pairar	Posicionamento RTK: Vertical ±0,15m, Horizontal ±0,1m
Posicionamento GPS	Vertical ±0,5 m, Horizontal ±0,8 m
Precisão T265	±0.05m
Temperatura de operação	6°C a 40°C

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Computador de bordo - Allspark

Categoria	Detalhes
Nome	Computador de bordo Allspark-Orin NX
Modelo	IA160_V1
Peso	Aprox. 188g
Dimensões	102,5 mm × 62,5 mm × 31 mm (incluindo ventoinha)
Processador	NVIDIA Jetson Orin NX
Memória	Memória LPDDR5 de 16 GB
Poder de computação	100 TOPS
GPU	32 núcleos tensor, GPU de arquitetura NVIDIA Ampere de 1024 núcleos
CPU	CPU Arm® Cortex®-A78AE v8.2 de 8 núcleos e 64 bits (cache L2 de 2 MB + L3 de 4 MB)
SSD	128 GB (interface M.2 integrada, expansível)
Ethernet	100 Mbps x2 (uma porta independente, uma porta de switch)
Wi-fi	2,4 GHz

Computador de bordo - Viobot

Categoria	Detalhes
Nome	Viobot
Peso	94g
Dimensões	82 mm × 75 mm × 23 mm
Processador	RK3588
Memória	4GB
Poder de computação	Aproximadamente 5 TOPS
Armazenamento (eMMC)	16 GB
Ethernet	1000Mbps (adaptável)
Wi-fi	2,4 GHz

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Bateria de energia

Categoria	Detalhes
Dimensões	130 mm × 65 mm × 40 mm
Peso	470g
Tensão de corte de carga	16,8 V
Tensão nominal	14,8 V
Capacidade Nominal	5000mAh

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Controle remoto

Categoria	Detalhes
Modelo	AMOVLAB QE-2
Tensão de operação	4.5V - 9V
Canais	8
Potência de transmissão	<20dBm
Peso	410g
Dimensões	179 mm × 81 mm × 161 mm

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Link de comunicação

Categoria	Detalhes
Modelo	Mini Homero
Freqüência	Banda Sub 1G
Tensão de operação	12V
Distância de transmissão	1200m
Largura de banda	7MHz

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Carregador

Categoria	Detalhes
Tensão de entrada	Corrente contínua 9 V - 12 V
Potência máxima de saída	25 W
Corrente máxima de saída	1500mA
Precisão de exibição	±10mV
Dimensões	81 mm × 50 mm × 20 mm
Peso	76g

Câmera de profundidade

Categoria	Detalhes
Modelo	Câmera de profundidade Intel® RealSense™ D435i
Tecnologia de profundidade	Estéreo Ativo IR
Tecnologia de imagem de profundidade	Obturador global
Campo de visão de profundidade (HxV)	86°×57° (±3°)
Resolução de profundidade e FPS	1280x720, 90 FPS (máximo)
Tecnologia de imagem RGB	Obturador Rolante
Resolução RGB e FPS	1920x1080, 30 FPS (máximo)
Campo de visão RGB (HxV)	69°×42° (±1°)
Distância de profundidade mínima	0,105 m
Alcance máximo	Aprox. 10m
Dimensões	Comprimento: 90 mm, Largura: 25 mm, Altura: 25 mm
Peso	72g

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Câmera estéreo

Categoria	Detalhes
Modelo	Câmera de rastreamento Intel® RealSense™ T265
Sensor de profundidade	Câmeras duplas (esquerda e direita)
Resolução de profundidade	848x800
Alcance de profundidade	0,2 m~5 m
Resolução da câmera	800x848 (por câmera)
Taxa de quadros	30 FPS
Formato de imagem	Y8
Interface de dados	USB 3.1 Gen 1 Tipo C
Peso	55g
Dimensões	Comprimento: 108 mm, Largura: 25 mm, Altura: 13 mm

Módulo de Fluxo Óptico

Categoria	Detalhes
Peso	5,0 g
Dimensões	29 mm × 16,5 mm × 15 mm
Faixa de medição	0,01 m - 8 m
Campo de visão horizontal	6°
Campo de visão vertical	42°
Poder	500mW
Tensão de operação	4,0 V - 5,5 V
Distância de trabalho efetiva	>80 mm
Interface de saída	UART

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Sensor LiDAR

Categoria	Detalhes
Modelo	Sensor LiDAR S3M1-R2
Cenários de aplicação	Adequado para ambientes internos e externos, capacidade anti-luz solar confiável (≥80Klux)
Faixa de medição	Objetos brancos: 0,05 m ~ 40 m (70% de refletividade)
	Objetos pretos: 0,05 m ~ 15 m (10% de refletividade)
	Objetos pretos: 0,05 m ~ 5 m (2% de refletividade)
Precisão Angular	0° ~ 1,5°
Frequência de amostragem	32kHz
Frequência de varredura	Típico: 10Hz, 10~20Hz
Resolução Angular	Típico: 0,1125°, 0,1125°~0,225°
Interface de comunicação	UART TTL
Taxa de transmissão	1 milhão
Precisão de alcance	±30 mm
Resolução de Distância	10 mm
Tensão de alimentação	5V
Peso	Aprox. 115g
Temperatura de operação	10°C ~ 40°C

Parâmetros de software

Computador de bordo

Categoria	Detalhes
Modelo	Jetson Orin NX
Versão Cuda	11.4.315
Sistema operacional	Ubuntu 20.04
SDK Realsense	2.50.0
Nome de usuário	amo
Versão ROS	noético
Senha	amo
Versão OpenCV	4.7.0
Versão L4T	35.2.1
Versão Realsense ROS	2.3.2
Versão Jetpack	5.1

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Software Prometeu

Categoria	Detalhes
Versão	v2.0

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Sistema de estação terrestre Prometheus

Categoria	Detalhes
Versão	v1.24.01.08 (com base em registros oficiais do Wiki)

Lista de embalagem

Nome	Modelo	Quantidade/Unidade
Quadro	MFP_V1	1
Controlador de voo	Pixhawk 6C	1
Controle remoto	Amovlab QE-2	1
Módulo de Comunicação	Mini Homero	2 pares
Quadro de distribuição de energia	/	1
ESC	ESC 4 em 1	1
Módulo de Fluxo Óptico	MTF-01	1
Motor	2312 960kV	4
Hélices	10 polegadas	2 pares
Computador de bordo	Allspark Orin NX	1
Câmera de profundidade estéreo	Intel D435i	1
Câmera de profundidade estéreo	Intel T265	1
LiDAR	S3M1-R2	1
Bateria	FB45 4S 5000mAh	1
Módulo GPS	GPS M8N	1
Módulo RTK	Antena RTK	1
Cabo de antena GNSS	Cabo de antena GNSS	1
Carregador	PD60	1
Cabo de rede	1,5 m	1
Corda de segurança	50m	1
Cabo de dados	Tipo A para Tipo C	2
Certificado	/	1 folha

Notas:

Também fornecemos modelos de computador de bordo Viobot. Para detalhes, entre em contato com o atendimento ao cliente.

Nome do pacote	configuração 2	configuração 3
Nome do modelo	P450_Viobot	P450_RTK_Allspark2_T265_S3_D435i
Cenários de uso	Interior: √ Exterior: √	Interior: √ Exterior: √
Plataforma de voo	F450	F450
Computador de bordo	Viobot: √ Allspark2: ×	Viobot: × Allspark2: √
Métodos de posicionamento	RTK: × GPS: √	RTK: √ GPS: √
Câmera de profundidade	T265: × D435i: ×	T265: √ D435i: √
LiDAR	S3M1-R2: ×	S3M1-R2: √
Uso recomendado	Uso de controle interno e externo	Uso interno e externo de alta precisão
Características	Aplicações de controle de UAV	Aplicações de controle de UAV, rastreamento visual, prevenção de obstáculos visuais, construção de RTAB-Map, construção de Octomap, prevenção de obstáculos LiDAR

Detalhes

Plataforma de desenvolvimento de drones de pesquisa Prometheus 450

Quadro F450

• Estrutura robusta e confiável com alta estabilidade.

Computação Poderosa

• Fornece até 100 TOPS de poder computacional de ponto flutuante.

Transmissão e controle de imagem integrados

• Combina sinais do controlador em um módulo de transmissão de imagem integrado, alcançando uma distância de transmissão de até 1 km.

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Prometeu 450 (abreviado como P450) é um quadricóptero de médio porte projetado para aplicações internas e externas. Baseado na plataforma F450, ele integra um LiDAR 2D, câmeras de profundidade estéreo e outros sensores avançados. Ele vem com algoritmos visuais SpireCV e o sistema de drone autônomo Prometheus para obter rastreamento de alvos e planejamento de caminho.

Com a adição do planejamento de rotas EGO-Planner e dos recursos profissionais de estação terrestre do Prometheus, ele oferece suporte à visualização em tempo real, operações simplificadas e implantação rápida.

Aplicação de controle de drones

O módulo de controle do drone atua como uma "ponte" entre algoritmos de software e drones, fornecendo retenção de posição inicial, retenção de ponto de passagem, descida, movimento e outros estados de controle. Ele inclui seis modos de subcontrole para posição, velocidade e controle híbrido de posição-velocidade em uma estrutura inercial e corporal, juntamente com modos de rastreamento de trajetória e controle espiral, perfazendo um total de oito modos de controle.

Rastreamento de ponto de código QR interno/externo (Biblioteca de Visão SpireCV)

Utiliza a biblioteca de visão SpireCV para programas de reconhecimento de código QR e integra-se com a interface de controle Prometheus. Emparelhado com a estação terrestre profissional, ele alcança a funcionalidade de rastreamento de ponto de código QR interno e externo.

Planejador EGO interno/externo

Suporta diferentes entradas de hardware, como câmeras de profundidade ou LiDARs 2D. Integra o algoritmo de planejamento de caminho EGO-Planner para alcançar a prevenção de obstáculos e fornece o algoritmo de mapeamento Octomap. Combinado com a estação terrestre profissional, ele permite o planejamento de caminho autônomo.

Sistema de software Prometheus V2

A plataforma de desenvolvimento é construída na estrutura de código aberto ROS e Prometheus, apresentando funções ricas e recursos integrados. Ela fornece interfaces de desenvolvimento secundárias abundantes para desenvolvimento eficiente. Ela suporta entradas de dados como informações posicionais, modos de voo, status da bateria, IMU e sensores de detecção de estado do drone, oferecendo dados para posição, velocidade, aceleração e controle de postura. Ela também inclui exemplos para interfaces de desenvolvimento secundárias.

Além disso, o sistema é equipado com recursos de segurança para descida autônoma e prevenção de obstáculos durante emergências, reduzindo riscos e garantindo operações mais seguras.

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Biblioteca de Visão SpireCV

A biblioteca de visão SpireCV é um SDK especializado projetado para sistemas de visão inteligentes. Seus principais recursos incluem controle de drone/câmera, armazenamento de vídeo, push, rastreamento de alvo, reconhecimento e rastreamento. Ela fornece aos desenvolvedores de sistemas de drone inteligentes alta eficiência, precisão e interfaces perfeitas.

Este modelo oferece suporte específico a funcionalidades de rastreamento de pontos e prevenção de obstáculos baseadas em YOLO.

Sistema de estação terrestre Prometheus

A estação terrestre Prometheus é uma interface interativa para drones, desenvolvida usando Qt e baseada no sistema Prometheus. A estação terrestre usa comunicação TCP/UDP, evitando as configurações complexas da comunicação multimáquina ROS1.

Esta estação terrestre permite que os usuários repliquem rapidamente várias funções do sistema Prometheus, permitindo o monitoramento em tempo real do status do drone. Ela também suporta operações como decolagem, pouso e controle de posição com um clique.

Caixa de ferramentas Matlab (opcional)

A caixa de ferramentas Matlab é um dos submódulos do projeto Prometheus. Este módulo fornece vários programas de exemplo para algoritmos de controle de UAV usando Simulink. Por meio da caixa de ferramentas Matlab ROS, ele estabelece um link de comunicação entre Matlab (Simulink) e ROS.

É usado principalmente para o design, teste e desenvolvimento secundário de algoritmos de controle de UAV e algoritmos de controle de enxame, bem como designs de controladores. Ele suporta desenvolvimento secundário usando programas e interfaces Matlab/Simulink. Ele permite simulação e experimentos em tempo real (sem precisar baixar programas para o drone), oferecendo algoritmos de exemplo abundantes.

Módulo de posicionamento Viobot

(Aplicável aos modelos P450 Viobot)

O Viobot utiliza o chip doméstico RK3588 da Rockchip, equipado com 6 TOPS de poder de computação e 70% de desempenho residual.O Viobot oferece maior abertura, permitindo acesso direto aos seus dados IMU para executar algoritmos SLAM personalizados. Seu desempenho de posicionamento é estável, suficientemente aberto e pode ser considerado uma boa alternativa doméstica ao T265, atendendo às necessidades de localização dos clientes.