Prometheus P450 Научно-исследовательский и обучающий дрон — искусственный интеллект с открытым исходным кодом Orinnx SpireCV Промышленная программируемая платформа разработки DIY Drone Kit

Обзор

The Научно-исследовательский и учебный дрон Prometheus P450 является всеобъемлющим платформа разработки с открытым исходным кодом Разработанный для академических и исследовательских целей. Этот квадрокоптер на базе прочной рамы F450 объединяет передовое оборудование, включая бортовой компьютер NVIDIA Jetson Orin NX с вычислительной мощностью 100 TOPS, камеры глубины и слежения Intel RealSense, 2D LiDAR и аккумулятор большой емкости 5000 мАч. Поддерживая расширенные режимы управления, визуализацию в реальном времени и планирование пути с помощью алгоритмов зрения SpireCV и EGO-Planner, он предлагает универсальность для высокоточных приложений внутри и вне помещений. Дополнительные функции включают автономное избежание препятствий, отслеживание QR-кода и бесшовную интеграцию с системой наземной станции Prometheus, что делает его мощным инструментом для разработки искусственного интеллекта, образования и программирования БПЛА.

Основные характеристики

1. Прочная рама
   Изготовлен на прочной раме квадрокоптера F450 для надежной устойчивости.

2. Высокопроизводительные вычисления
   Оснащен NVIDIA Jetson Orin NX, обеспечивающим 100 TOPS вычислительной мощности ИИ.

3. Расширенные датчики
   Включает камеры Intel RealSense D435i и T265, 2D LiDAR и модули оптического потока.

4. Точное позиционирование
   Позиционирование Viobot с использованием RTK, GPS и SLAM обеспечивает повышенную точность.

5. Универсальные режимы управления
   Поддерживает 8 режимов управления, включая отслеживание положения, скорости и траектории.

6. Платформа с открытым исходным кодом
   Основан на ROS с обширными вторичными интерфейсами разработки.

7. Интегрированная наземная станция
   Наземная станция «Прометей» для мониторинга, управления и визуализации в реальном времени.

8. Внутреннее/наружное применение
   Разработан для высокоточного использования как в помещениях, так и на открытом воздухе.

9. Мощная батарея
   Аккумулятор большой емкости 5000 мАч для длительной работы.

10. Расширяемый и программируемый
    Поддерживает MATLAB Simulink и SpireCV SDK для разработки собственных алгоритмов.

Технические характеристики

Параметры оборудования

Технические характеристики дрона

Категория	Подробности
Тип дрона	Квадрокоптер
Взлетный вес (приблизительно)	2,044 кг (включая батарею)
Диагональная колесная база	410мм
Размеры	Длина: 290 мм, Ширина: 290 мм, Высота: 240 мм
Максимальный взлетный вес	2.2кг
Время наведения	Приблизительно 10 минут
Точность наведения	Позиционирование RTK: по вертикали ±0,15 м, по горизонтали ±0,1 м
GPS-позиционирование	Вертикально ±0,5м, горизонтально ±0,8м
Точность T265	±0.05м
Рабочая температура	от 6°С до 40°С

---

Бортовой компьютер - Allspark

Категория	Подробности
Имя	Бортовой компьютер Allspark-Orin NX
Модель	IA160_V1
Масса	Приблизительно 188 г
Размеры	102,5 мм × 62,5 мм × 31 мм (включая вентилятор)
Процессор	NVIDIA Jetson Орин NX
Память	16 ГБ LPDDR5
Вычислительная мощность	100 ТОПОВ
ГПУ	32 ядра Tensor, 1024-ядерный графический процессор NVIDIA Ampere
Процессор	8-ядерный 64-битный процессор Arm® Cortex®-A78AE v8.2 (кэш-память L2 2 МБ + L3 4 МБ)
SSD	128 ГБ (встроенный интерфейс M.2, расширяемый)
Ethernet	100 Мбит/с x2 (один независимый порт, один порт коммутатора)
Wi-Fi	2.4ГГц

Бортовой компьютер - Viobot

Категория	Подробности
Имя	Виобот
Масса	94г
Размеры	82мм × 75мм × 23мм
Процессор	РК3588
Память	4ГБ
Вычислительная мощность	Приблизительно 5 ТОПОВ
Хранилище (eMMC)	16 ГБ
Ethernet	1000 Мбит/с (адаптивный)
Wi-Fi	2.4ГГц

---

Аккумуляторная батарея

Категория	Подробности
Размеры	130мм × 65мм × 40мм
Масса	470г
Напряжение отключения зарядки	16.8В
Номинальное напряжение	14.8В
Номинальная мощность	5000 мАч

---

Пульт дистанционного управления

Категория	Подробности
Модель	AMOVLAB QE-2
Рабочее напряжение	4.5В - 9В
Каналы	8
Мощность передачи	<20 дБм
Масса	410г
Размеры	179мм × 81мм × 161мм

---

Связь Ссылка

Категория	Подробности
Модель	Мини Гомер
Частота	Диапазон ниже 1G
Рабочее напряжение	12В
Расстояние передачи	1200м
Пропускная способность	7МГц

---

Зарядное устройство

Категория	Подробности
Входное напряжение	Постоянный ток 9 В - 12 В
Максимальная выходная мощность	25 Вт
Максимальный выходной ток	1500мА
Точность отображения	±10мВ
Размеры	81мм × 50мм × 20мм
Масса	76г

Камера глубины

Категория	Подробности
Модель	Камера глубины Intel® RealSense™ D435i
Глубинная технология	Активный стерео ИК
Технология глубинной визуализации	Глобальный затвор
Глубина поля зрения (ГxВ)	86°×57° (±3°)
Разрешение глубины и FPS	1280x720, 90 кадров в секунду (максимум)
Технология визуализации RGB	Рольставни
Разрешение RGB и FPS	1920x1080, 30 кадров в секунду (максимум)
Поле зрения RGB (ГxВ)	69°×42° (±1°)
Минимальное расстояние глубины	0,105м
Максимальный диапазон	Приблизительно 10м
Размеры	Длина: 90 мм, Ширина: 25 мм, Высота: 25 мм
Масса	72г

---

Стереокамера

Категория	Подробности
Модель	Камера слежения Intel® RealSense™ T265
Датчик глубины	Двойные камеры (левая и правая)
Разрешение глубины	848x800
Диапазон глубины	0,2м~5м
Разрешение камеры	800x848 (на камеру)
Частота кадров	30 кадров в секунду
Формат изображения	Y8
Интерфейс данных	USB3.1 Gen 1 Type-C
Масса	55г
Размеры	Длина: 108 мм, Ширина: 25 мм, Высота: 13 мм

Модуль оптического потока

Категория	Подробности
Масса	5.0г
Размеры	29мм × 16,5мм × 15мм
Диапазон измерения	0,01м - 8м
Горизонтальное поле зрения	6°
Вертикальное поле зрения	42°
Власть	500мВт
Рабочее напряжение	4,0 В - 5,5 В
Эффективное рабочее расстояние	>80мм
Интерфейс вывода	УАПП

---

Датчик LiDAR

Категория	Подробности
Модель	Датчик LiDAR S3M1-R2
Сценарии применения	Подходит для использования в помещениях и на открытом воздухе, надежная защита от солнечного света (≥80Klux)
Диапазон измерения	Белые объекты: 0,05 м~40 м (отражательная способность 70%)
	Черные объекты: 0,05 м~15 м (отражательная способность 10%)
	Черные объекты: 0,05 м~5 м (отражательная способность 2%)
Угловая точность	0° ~ 1,5°
Частота выборки	32кГц
Частота сканирования	Типично: 10 Гц, 10~20 Гц
Угловое разрешение	Типично: 0,1125°, 0,1125°~0,225°
Интерфейс связи	ТТЛ УАПП
Скорость передачи	1М
Точность дальности	±30мм
Разрешение по расстоянию	10мм
Напряжение питания	5В
Масса	Приблизительно 115 г
Рабочая температура	10°С ~ 40°С

Параметры программного обеспечения

Бортовой компьютер

Категория	Подробности
Модель	Джетсон Орин NX
Cuda-версия	11.4.315
Операционная система	Убунту 20.04
RealSense SDK	2.50.0
Имя пользователя	амов
Версия ROS	ноэтический
Пароль	амов
Версия OpenCV	4.7.0
Версия L4T	35.2.1
Версия Realsense ROS	2.3.2
Версия с реактивным ранцем	5.1

---

Программное обеспечение Прометей

Категория	Подробности
Версия	версия 2.0

---

Система наземной станции «Прометей»

Категория	Подробности
Версия	v1.24.01.08 (на основе официальных записей Wiki)

Товарная накладная

Имя	Модель	Количество/единица
Рамка	МФУ_V1	1
Контроллер полета	Пиксхок 6С	1
Пульт дистанционного управления	Амовлаб QE-2	1
Модуль связи	Мини Гомер	2 пары
Щит распределения электроэнергии	/	1
ЕСК	4-в-1 ESC	1
Модуль оптического потока	МТФ-01	1
Мотор	2312 960кв	4
Пропеллеры	10-дюймовый	2 пары
Бортовой компьютер	Allspark Орин NX	1
Стереокамера глубины	Intel D435i	1
Стереокамера глубины	Intel T265	1
ЛиДАР	С3М1-Р2	1
Аккумулятор	FB45 4S 5000 мАч	1
GPS-модуль	М8Н GPS	1
Модуль РТК	Антенна РТК	1
Кабель антенны GNSS	Кабель антенны GNSS	1
Зарядное устройство	ПД60	1
Сетевой кабель	1,5м	1
Страховочный трос	50м	1
Кабель передачи данных	Тип А к типу С	2
Сертификат	/	1 лист

Примечания:

Мы также предлагаем модели бортовых компьютеров Viobot. За подробностями обращайтесь в службу поддержки клиентов.

Имя пакета	конфигурация 2	конфигурация 3
Название модели	P450_Viobot	P450_RTK_Allspark2_T265_S3_D435i
Сценарии использования	В помещении: √ На открытом воздухе: √	В помещении: √ На открытом воздухе: √
Платформа для полетов	Ф450	Ф450
Бортовой компьютер	Viobot: √ Allspark2: ×	Viobot: × Allspark2: √
Методы позиционирования	РТК: × GPS: √	РТК: √ GPS: √
Камера глубины	Т265: × Д435i: ×	Т265: √ Д435i: √
ЛиДАР	С3М1-Р2: ×	С3М1-Р2: √
Рекомендуемое использование	Использование контроля внутри и снаружи помещений	Высокоточное использование внутри и снаружи помещений
Функции	Приложения для управления БПЛА	Приложения для управления БПЛА, визуальное слежение, визуальное избежание препятствий, построение RTAB-Map, построение Octomap, избежание препятствий LiDAR

Подробности

Платформа для разработки исследовательского дрона Prometheus 450

Рама F450

• Прочная и надежная конструкция с высокой устойчивостью.

Мощные вычисления

• Обеспечивает вычислительную мощность до 100 TOPS с плавающей точкой.

Интегрированная передача изображения и управление

• Объединяет сигналы контроллера в интегрированный модуль передачи изображения, обеспечивая дальность передачи до 1 км.

---

Прометей 450 (сокращенно P450) — это квадрокоптер среднего размера, предназначенный как для внутреннего, так и для наружного применения. Созданный на базе платформы F450, он объединяет 2D LiDAR, стереокамеры глубины и другие передовые датчики. Он оснащен визуальными алгоритмами SpireCV и автономной системой дронов Prometheus для отслеживания цели и планирования пути.

Благодаря добавлению возможностей планирования маршрутов EGO-Planner и профессиональной наземной станции Prometheus он поддерживает визуализацию в реальном времени, оптимизированные операции и быстрое развертывание.

Приложение для управления дроном

Модуль управления дроном действует как «мост» между программными алгоритмами и дронами, обеспечивая удержание исходного положения, удержание точки маршрута, спуск, движение и другие состояния управления. Он включает шесть режимов подуправления для положения, скорости и гибридного управления положением и скоростью в инерциальной и корпусной системе координат, а также режимы отслеживания траектории и управления спиралью, что в общей сложности составляет восемь режимов управления.

Отслеживание точек QR-кода в помещении/на улице (Библиотека SpireCV Vision)

Использует библиотеку SpireCV Vision для программ распознавания QR-кодов и интегрируется с интерфейсом управления Prometheus. В сочетании с профессиональной наземной станцией он обеспечивает функциональность отслеживания точек QR-кода внутри и снаружи помещений.

Планировщик EGO для помещений и улицы

Поддерживает различные аппаратные входы, такие как глубинные камеры или 2D LiDAR. Интегрирует алгоритм планирования пути EGO-Planner для избегания препятствий и обеспечивает алгоритм картографирования Octomap. В сочетании с профессиональной наземной станцией он обеспечивает автономное планирование пути.

Программная система Prometheus V2

Платформа разработки построена на основе ROS и Prometheus с открытым исходным кодом, предлагая богатые функции и встроенные возможности. Она предоставляет множество вторичных интерфейсов разработки для эффективной разработки. Она поддерживает ввод данных, таких как позиционная информация, режимы полета, состояние батареи, IMU и датчики обнаружения состояния дрона, предлагая данные для управления положением, скоростью, ускорением и позой. Она также включает примеры для вторичных интерфейсов разработки.

Кроме того, система оснащена функциями безопасности для автономного спуска и обхода препятствий в чрезвычайных ситуациях, что снижает риски и обеспечивает более безопасную работу.

---

Библиотека SpireCV Vision

Библиотека SpireCV Vision — это специализированный SDK, разработанный для интеллектуальных систем зрения. Его основные функции включают управление дроном/камерой, хранение видео, нажатие, отслеживание цели, распознавание и отслеживание. Он предоставляет разработчикам интеллектуальных систем дронов высокоэффективные, точные и бесшовные интерфейсы.

Эта модель специально поддерживает функции отслеживания точек и обхода препятствий на основе YOLO.

Система наземной станции «Прометей»

Наземная станция Prometheus — это интерактивный интерфейс для дронов, разработанный с использованием Qt и основанный на системе Prometheus. Наземная станция использует связь TCP/UDP, избегая сложных конфигураций многомашинной связи ROS1.

Эта наземная станция позволяет пользователям быстро воспроизводить различные функции системы Prometheus, обеспечивая мониторинг состояния дрона в реальном времени. Она также поддерживает такие операции, как взлет одним щелчком, посадка и управление положением.

Matlab Toolbox (опционально)

Matlab toolbox — один из подмодулей проекта Prometheus. Этот модуль предоставляет несколько примеров программ для алгоритмов управления БПЛА с использованием Simulink. Через Matlab ROS Toolbox он устанавливает связь между Matlab (Simulink) и ROS.

Он в основном используется для проектирования, тестирования и вторичной разработки алгоритмов управления БПЛА и алгоритмов управления роем, а также для разработки контроллеров. Он поддерживает вторичную разработку с использованием программ и интерфейсов Matlab/Simulink. Он позволяет проводить моделирование и эксперименты в реальном времени (без необходимости загрузки программ на дрон), предлагая множество примеров алгоритмов.

Модуль позиционирования Viobot

(Применимо к моделям P450 Viobot)

Viobot использует отечественный чип RK3588 от Rockchip, обладающий вычислительной мощностью 6 TOPS и остаточной производительностью 70%.Viobot предлагает более высокую открытость, позволяя прямой доступ к данным IMU для запуска пользовательских алгоритмов SLAM. Его производительность позиционирования стабильна, достаточно открыта и может считаться хорошей отечественной альтернативой T265, удовлетворяющей потребности клиентов в локализации.