F450-4B Raspberry Pi Programmable Drone Development Kit - Pixhawk DIY Ardupilot Industrial Open Source Drone Platforms

Огляд

The F450-4B Дрон Raspberry Pi є передовим Набір дронів своїми руками що поєднує в собі потужну Raspberry Pi 4B бортовий комп'ютер з універс Контролер польоту Pixhawk 2.4.8, що робить його дуже настроюваним і програмований дрон платформа. Це Безпілотна платформа з відкритим кодом підтримує такі передові інструменти, як Dronekit-пітон, що дозволяє розробникам створювати автономні місії, передавати дані в режимі реального часу та додатки для обробки зображень на базі ШІ. З міцною рамою 450 мм, HD-камерою 200 МП, акумулятором 3S ємністю 5200 мАг для 20 хвилин польоту та розширеними режимами польоту, такими як утримання висоти, повернення додому та круговий режим, Drone Kit F450 є ідеальним вибором для ентузіастів, дослідників і викладачів, які шукають інноваційного досвіду розробки дронів.

---

Ключові характеристики

Високопродуктивне апаратне забезпечення

• Raspberry Pi 4B: працює на 64-розрядному чотирьохядерному процесорі з тактовою частотою 1,5 ГГц, підтримує вихід відео 4K і високошвидкісний зв’язок Wi-Fi для надійної роботи.
• Контролер польоту Pixhawk 2.4.8: Оснащений кількома вбудованими датчиками, що забезпечує точний контроль положення, зависання та планування місії.
• Підтримка розширення Vision: у поєднанні з монокулярною камерою та інструментами OpenCV цей набір відповідає потребам передачі та обробки зображень у реальному часі.

Різноманітні режими польоту

• Утримання висоти (AltHold): підтримує стабільну висоту польоту.
• Наведіть курсор: Забезпечує точне нерухоме зависання.
• Повернення додому (Повернення): Автоматичне повернення до початкової точки під час втрати сигналу або низького заряду батареї.
• посадка (земля): Виконує плавне автономне приземлення.
• Режим стабілізації: Автоматично регулює положення в польоті.
• Режим кола: Виконує кругові польоти навколо цілі.
• Безголовий режим: усуває обмеження напрямку для полегшення керування.
• Повернення поза контролем: повернення до попередньо встановленого місця, коли сигнал втрачається.
• Посадка з низькою потужністю: безпечно приземляється під час низького заряду батареї.

Передача даних і обробка зображень

• Встановлює локальну мережу Wi-Fi через вбудовану точку доступу без використання зовнішніх маршрутизаторів, забезпечуючи передачу даних і зображень у реальному часі.
• Підтримує потокове відео та аналіз на основі OpenCV, що ідеально підходить для моніторингу зображень та інтелектуальних програм.

---

Технічні характеристики

Параметри дрона

Параметр	Подробиці
Ім'я	Комплект дронів F450
колісна база	450 мм
вага	1493 г (з акумулятором і Raspberry Pi 4B)
Контролер польотів	Pixhawk 2.4.8 контролер польоту з відкритим кодом
Бортовий комп'ютер	Raspberry Pi 4B
Камера	200MP HD 1080P
Підтримка наведення	Модуль оптичного потоку та лазерний датчик відстані
GPS модуль	m8n GPS
Час польоту	~20 хвилин (залежно від середовища та місії)
Акумулятор	3S 5200mAh (11.1V)
Ємність корисного навантаження	500г
Опір вітру	Рівень 3-4
Мотор	SunnySky A2212
ESC	Hobbywing 20A ESC (підтримує батареї LiPo 3S-4S)
Пропелери	Самоблокувальні пропелери T1045
Максимальна висота	2000 м (без перешкод)
Дальність польоту	1000м
Сценарії польотів	В приміщенні / на відкритому повітрі

---

Технічні характеристики контролера польоту Pixhawk 2.4.8

• Процесор: 32-bit ARM STM32F427 Cortex M4, 168MHz, 256KB RAM
• Датчики:
  • 3-осьовий гіроскоп L3GD20 6DOF
  • LSM303D 3-осьовий 14-бітний акселерометр/магнітометр
  • MPU6000 6-осьовий акселерометр/магнітометр
  • Високоточний барометр MS5611
• Сумісність з наземним керуванням: QGroundControl, MissionPlanner
• Розміри: 81 мм x 47 мм x 16 мм; Вага: 37г

Технічні характеристики Raspberry Pi 4B

• Чіпсет: Broadcom BCM2711
• ЦП: 64-розрядний 4-ядерний 1,5 ГГц
• GPU: 500 МГц VideoCore VI
• ОЗУ: 4 ГБ DDR4
• Інтерфейси: 2 x USB 3.0, 2 x USB 2.0
• Відеовихід: Подвійні порти micro HDMI, підтримує 4K@60Hz
• спілкування: Bluetooth 5.0, WiFi 5 (2,4/5 ГГц)
• Джерело живлення: USB Type-C (5 В 3 А)

---

Пакет включає

Конфігурація 1: двигун SunnySky A2212 з дистанційним керуванням FlySky i6 і телеметрією

• Рама F450 з шасі
• Мотори SunnySky A2212 (4 шт.)
• ESC Hobbywing 20A (4 шт.)
• Самоблокувальні пропелери T1045 (4 пари)
• GPS модуль PIX M8n
• Віброгасильна плита
• Пульт дистанційного керування FlySky i6
• Акумулятор 3S 5200mAh
• Баланс зарядний пристрій B3
• GPS кріплення
• Модуль телеметрії напруги FS

У комплекті: Ремені акумулятора, нейлонові кабельні стяжки, дерев'яні прокладки, липка стрічка 3M, зумер, інструменти для встановлення
Відео зі складання та налагодження, супутні матеріали надаються; зверніться до служби підтримки клієнтів, щоб отримати вихідний код.

Конфігурація 2: Двигун SunnySky A2212 з Radiolink PRO

• Рама F450 з шасі
• Мотори SunnySky A2212 (4 шт.)
• ESC Hobbywing 20A (4 шт.)
• 9450 гвинти, що самоблокуються (3 пари)
• PIX.Комплект модуля GPS M8n
• Віброгасильна плита
• Radiolink PRO (приймач R9DS)
• Акумулятор управління 3S 2200mAh
• Акумулятор 3S 5200mAh
• Баланс зарядний пристрій B3
• кріплення для GPS

У комплекті: Ремені акумулятора, нейлонові кабельні стяжки, дерев'яні прокладки, липка стрічка 3M, зумер, інструменти для встановлення
Відео зі складання та налагодження, супутні матеріали надаються; зверніться до служби підтримки клієнтів, щоб отримати вихідний код.

Збірка комплекту дронів F450

---

Сценарії застосування

Набір для розробки дронів F450-4B ідеально підходить для:

• Дослідження та розробки дронів: Університетські дослідження, тестування польотного диспетчера, розробка алгоритму.
• Інтелектуальні програми: Планування шляху, розпізнавання цілей та уникнення перешкод.
• Навчальні досліди: Програмування, складання обладнання та налагодження.
• Польове використання: висіння в приміщенні, зйомка на відкритому повітрі, сільськогосподарський моніторинг тощо.

Подробиці

F450-4B Платформа розробки дронів Raspberry Pi

F450 — це класична і широко використовувана модель дрона, яка пропонує просту та зручну збірку, високу вартість, практичність і придатність для початківців, щоб швидко розпочати роботу з дроном.

Оновлений Raspberry Pi 4B

Апаратна потужність Raspberry Pi 4B значно вища, ніж у 3B+.

Raspberry Pi оснащено новітньою системою з відкритим кодом Ubuntu 20.04, що забезпечує більш плавну роботу порівняно з системою Ubuntu Mate.

Точка доступу Wi-Fi із підтримкою системи (Acopter)

Використовуючи можливості WiFi Raspberry Pi 4B, створюється точка доступу (Acopter). ПК може безпосередньо підключатися до точки доступу Wi-Fi 4B, щоб створити локальну мережу та використовувати команди SSH для віддаленого доступу до Raspberry Pi. На відміну від моделі 3B+, яка потребує маршрутизатора для конфігурації мережі, це налаштування набагато простіше та зручніше для початківців.

Візуальна обробка OpenCV

Додано монокулярну камеру, яка забезпечує передачу та постобробку зображення. Відеопотоки можна захоплювати за допомогою Raspberry Pi і обробляти за допомогою таких інструментів, як OpenCV. HD-відеопотоки в реальному часі також можна передавати назад на ПК для обробки або на мобільний пристрій для перегляду.

Додатковий інтерфейс розширення

Raspberry Pi 4B пропонує широкий спектр інтерфейсів розширення, включаючи подвійні порти USB 3.0, подвійні порти 4K micro HDMI, інтерфейси CSI і DSI, гігабітний Ethernet і джерело живлення Type-C, що забезпечує виняткову універсальність для різних програм.

Версія з однією камерою

Версія з однією камерою включає Raspberry Pi 4B і монокулярну камеру, що забезпечує зв’язок із контролером польоту через послідовний порт. Він підтримує такі завдання, як візуальна обробка, програмування на Python і спілкування. Ця версія підходить для користувачів із попереднім досвідом роботи з Pixhawk, базовими знаннями Ubuntu (Linux), OpenCV, Raspberry Pi та спілкування в локальній мережі.

На додаток до основних функцій версія з однією камерою підтримує передачу зображень і даних через Wi-Fi і дозволяє керувати дроном через Dronekit-пітон програмування.

Позиціонування оптичного потоку

Контроль висіння в приміщенні за допомогою Dronekit-python в умовах позиціонування оптичного потоку

Ця платформа розробки дронів підтримує ROS, Програмування на Python, Розпізнавання зображень OpenCV, Передача на великі відстані 4G, і Aruco 2D код візуальної керованої посадки, що робить його надзвичайно універсальним та інноваційним.

Пульт дистанційного керування FlySky i6
Оснащений приймачем ia6b із попередньо завантаженою 10-канальною мікропрограмою, модулем телеметрії напруги та діапазоном дистанційного керування понад 1000 м, що ідеально підходить для навчання та практики початківців.

Пульт дистанційного керування Radiolink AT9S
Має 10 каналів з дальністю управління понад 2000 м. Оснащений телеметричним модулем, який надає дані про напругу акумулятора, кількість супутників GPS, висоту польоту, координати, режим польоту тощо.

FAQ

1. Чи можу я виконати вторинну розробку? Чи можу я програмувати самостійно?
Відповідь - так. Як було зазначено раніше, Ardupilot наразі є найпоширенішою відкритою системою керування польотом, і на основі цієї системи розроблено багато відмінних вітчизняних і міжнародних моделей дронів.
Вторинний розвиток в основному має два напрямки: розвиток управління польотом і зовнішнє розширення.

1. Розвиток управління польотом
   Ми використовуємо Ardupilot, тому вивчення розробки керування польотом із відкритим вихідним кодом передусім передбачає вивчення проекту з відкритим кодом Ardupilot.

• Потрібні сильні навички програмування (вихідний код на C++), а також знання передової математики (дискретна математика, ітерація, лінеаризація), фільтрації Калмана та вбудованої розробки.
• Потрібна міцна теоретична база. Це готує вас до роботи над розробкою безпілотних систем і дослідженнями та розробками управління польотом.

Якщо ви хочете зосередитися на розробці управління польотом, більшу частину роботи потрібно виконати на комп’ютері:

• Налаштування середовища програмування, завантаження вихідного коду управління польотом, вивчення його архітектури та функціональних модулів тощо.
• Ознайомившись із структурою коду, ви можете почати програмувати на основі існуючого коду.

Почніть із базової моделі керування польотом і зверніться до підручника з керування польотом Ardupilot, який ми надаємо для вказівок.

2. Розробка зовнішнього розширення
   Зовнішнє розширення дозволяє додавати зовнішні пристрої на основі ваших завдань і сценаріїв через зарезервовані інтерфейси контролера польоту. Наприклад:

• Додайте модуль оптичного потоку для позиціонування та зависання в приміщенні.
• Додайте лазерний радар для уникнення перешкод.
• Використовуйте телеметрію, щоб увімкнути автономний політ і планувати маршрут.
• Встановіть бортовий комп’ютер (наприклад, Raspberry Pi) і використовуйте Dronekit-Python або ROS для програмування керування дроном.

Метою додавання бортового комп’ютера є вирішення більш складних завдань, таких як:

• Використання камери Raspberry Pi для візуального розпізнавання (потрібно OpenCV, YOLO тощо).
• Об’єднання протоколів зв’язку для керування польотом дрона.
• Передача польотних даних або відео високої чіткості через мережі.

Ці функції неможливо досягти, покладаючись лише на контролер польоту.

Вивчення зовнішньої експансії зосереджується в основному на заявках, що також є напрямком більшості конкурсів по всій країні.Після навчання ви зможете досліджувати критичні області інтелектуальних дронів, такі як візуальне розпізнавання, інтеграція AI з дронами тощо.

2. Які передумови для самостійного розвитку?
Вивчення дронів – це поступовий процес. Системи безпілотників є міждисциплінарними та інтегративними, охоплюючи широкий спектр галузей знань. Щоб навчитися створювати безпілотники, потрібні наступні основи:

1. Основні практичні навички, включаючи вміння користуватися паяльниками, різними викрутками та іншими інструментами.
2. Базові знання з електроніки: такі поняття, як напруга, струм, потужність, полярність і сигнали.
3. Фундаментальні знання автоматизованого керування: ПІД-регулювання, зворотний зв'язок, цифрові сигнали, аналогові сигнали тощо.
4. Базові навички роботи з комп'ютером: драйвери, послідовні порти, швидкість передачі даних, версії прошивки, версії програмного забезпечення.
5. Базові знання про дрони Pixhawk.
6. Базові знання операційної системи Ubuntu.
7. Знання мов програмування: C++ і Python.

Як зробити дрон Respberry PI?