ArduPilot
ArduPilot és un paquet de programes de autopiloto de còdic obert per a vehículs no tripulats, capaç de controlar de forma autònoma:
- Drones multirrotor
- Aeronaus d'ala fixa i VTOL
- Helicòpters
- Vehículs terrestres
- Barcos
- Submarís
- Rastrejadors d'antenes
ArduPilot va anar originalment desenrollat per aficionats en la finalitat de controlar aeronaus i vehículs, el qual s'ha convertit en un autopiloto totalment funcional i estable usat per l'indústria,[1] organisacions d'investigació[2] i aficionats.
Software i Hardware
Paquet de software
El paquet de software ArduPilot consistix en un software de navegació (normalment denominat firmware quan es compila en forma binaria per al microcontrolador) que s'eixecuta en el vehícul (ya siga helicòpter, avió, vehícul, rastrejador d'antenes o submarí), junt en el software de control de l'estació de terra que inclou Mission Planner, APM Planner, QGroundControl, MavProxy, Tower entre uns atres.
El còdic font de ArduPilot s'almagasena i gestiona en GitHub, en casi un total de 400 contribuents.[3]
El conjunt de software es compila automàticament cada nit, en integració contínua i proves unitàries proporcionades per Travis CI, i un entorn de compilació que inclou el compilador GNU multiplataforma i Waf. Els binaris precompilados que s'eixecuten en vàries plataformes d'hardware estan disponibles per a la seua descàrrega per part de l'usuari en els sub-llocs web de ArduPilot.
Hardware respalat
El software per als helicòpters, avions, vehículs, rastrejadors d'antenes o submarins s'eixecuta en una àmplia varietat d'hardware embebido (incloent ordenadors Linux complets), que sol consistir en un o més microcontroladors o microprocessadors conectats a sensors perifèrics utilisats per a la navegació. Estos sensors inclouen giroscopis i accelerómetros MEMS com a mínim, necessaris per al vol dels multirrotores i l'estabilisació de l'avió. Els sensors solen incloure, ademés, una o més brúixoles, altímetros (baromètrics) i GPS, junt en sensors adicionals opcionals com sensors de fluix òptic, indicadors de velocitat de l'aire, altímetros o telémetros làser o sonar, cambres monoculares, estereoscópiques o RGB-D. Els sensors poden estar en la mateixa placa electrònica o ser externs.
El software Ground Station, utilisat per a programar o supervisar el funcionament del vehícul, està disponible per a Windows, Linux, macOS, iOS i Android.
ArduPilot s'eixecuta en una àmplia varietat de plataformes d'hardware, incloent les següents, enumerades en orde alfabètic:
- APM 2.X (microcontroladot base Arduino Atmel Mega Microcontroller), dissenyat per Jordi Munoz en 2010.[4] APM ve de ArduPilotMega, solament pot eixecutar-se en versions antigues de ArduPilot.
- BeagleBone Blau i PXF Mini (variant BeagleBone Black).
- Edge [1] archivat en Wayback Machine., controlador de drone en sistema de transmissió de vídeo, dissenyat per Emlid.
- Erle-Brain, (base Linux) dissenyat per Erle Robotics.
- Intel Aero (Linux o base STM32)
- Intel Minnowboard (base Linux).[5]
- [enllaç trencat] i Navio+ (basat en Linux de Raspberry Pi), dissenyat per Emlid.
- Parrot Bebop, i Parrot C.H.U.C.K., dissenyat per Parrot, S.A.
- Pixhawk, (microcontrolador base ARM Cortex), originalment dissenyat per Lorenz Meier i ETH Zurich, imejorado i llançat en 2013 per PX4, 3DRobotics, i l'equip de desenroll de ArduPilot.[6]
- PixRacer, (microcontrolador base ARM Cortex) dissenyat per AUAV.
- Qualcomm SnapDragon (base Linux).
- SoC Zynq de Xilinx (base Linux, ARM i mòdul FPGA).[7]
- The Cube, formalment cridat Pixhawk 2, (microcontrolador base ARM Cortex), dissenyat per ProfiCNC en 2015.
- Virtual Robotics VRBrain (microcontrolador base ARM Cortex).
Ademés de les plataformes de navegació bàsiques mencionades anteriorment, ArduPilot també admet l'integració i la comunicació en ordenadors d'acompanyament o auxiliars per a la navegació alvançada que requerix un processament més potent. Estos inclouen NVidia TX1 i TX2 (arquitectura NVidia Jetson), Intel Edison i Intel Joule, HardKernel Odroid i ordenadors Raspberry PI.
Característiques
Comuna a tots els vehículs
ArduPilot oferix un ampli conjunt de funcions, entre les que es troben les següents, comunes a tots els vehículs:
- Modos de vol totalment autònom, semiautónomo i totalment manual, missions programables en punts objectiu en 3D, possibilitat d'afegir geovallas.
- Opcions d'estabilisació per a evitar la necessitat d'un copilot extern.
- Simulació en diversos simuladors, inclós ArduPilot SITL.
- Gran número de sensors de navegació compatibles, inclosos varis models de GPS RTK, GPS L1 tradicionals, barómetros, magnetómetros, telémetros làser i sonar, fluix òptic, transpondedor ADS-B, infrarrojos, velocitat de l'aire, sensors i dispositius de visió per ordenador/captura de moviment.
- Comunicació en sensors per mig de SPI, I²C, bus CAN, Serial communication, SMBus.
- Detecció i gestió de fallos com a pèrdua de contacte per radi, GPS i superació d'un llímit predefinit, nivell mínim d'energia de la bateria.
- Soport per a la navegació en entorns sense GPS, en posicionament basat en la visió, fluix òptic, SLAM, posicionament de banda ultra ampla.
- Soport per a actuadors com a paracaigudes i pinces magnètiques.
- Soport per a motors sense graneretes i en graneretes.
- Soport i integració de gimbal fotogràfic i de vídeo.
- Integració i comunicació en potents ordenadors secundaris o coprocessadors.
- Àmplia documentació a través de la wiki de ArduPilot.
- Soport i discussió a través del fòrum de discussió de ArduPilot, canals de chat Gitter, GitHub, Facebook.
Específic d'helicòpters
- Modos de vol: estabilisat, retenció d'altitut, loiter, RTL (Return-to-Launch), auto, acro, auto ajuste, frenat, círcul, deriva, guiat, (i guiat sense GPS), aterrisage, retenció de posició, deport, llançar, seguiment, simple, super simple, evitar ADS-B.[8]
- Auto ajuste de paràmetros.
- Àmplia varietat de tipos de chassis, inclosos tricópteros, cuadricópteros, hexacópteros, octocópteros plans i coaxials, i configuracions de motor personalisades.
- Soport per a helicòpters elèctrics i de combustió tradicionals, monocópteros i helicòpters en tàndem.
Específic d'avions
- Modos "Fly By Wire", loiter, auto i acrobàtic.
- Opcions d'envolament: Envolament manual, corda elàstica (bungee), catapulta, transició vertical (per a avions VTOL).
- Opcions d'aterrisage: Pendent de planege ajustable, helicoidal, espente invers, ret, transició vertical (per a avions VTOL).
- Ajust automàtic, simulació en els simuladors JSBSIM, X-Plane i RealFlight.
- Soport per a una gran varietat de arquitectura VTOL: Avions cuadricópteros, ales basculants, rotors basculants, assents de coa, ornitópteros.
- Optimisació d'avions de 3 o 4 canals.
Específic per a vehículs terrestres
- Modos de funcionament manual, aprenentage, auto, direcció, retenció i guiat.
- Respal a les arquitectura de rodes i orugas.
Específic per a submarins
- Manteniment de la profunditat: Gràcies als sensors de profunditat basats en la pressió, els submarins poden mantindre la profunditat en uns pocs centímetros.
- Control de la llum: Control de l'allumenament submarí a través del controlador.
ArduPilot està completament documentat dins del seu wiki, en un total equivalent a unes 700 pàgines i dividit en sis seccions principals: Les subsecciones relacionades en els helicòpters, avions, vehículs terrestres i submarins estan dirigides als usuaris. Una subsección de desenrolladors per a usos alvançats està dirigida principalment als ingeniers de software i hardware, i una secció comuna que reagrupa l'informació comuna a tots els tipos de vehículs i que es compartix dins de les quatre primeres seccions.
Vore també
Atres proyectes de control autònom d'aeronaus:
Atres proyectes per a vehículs terrestres i vehículs controlats:
Referències
- ↑ «Corporate Partners» (en en).
- ↑ Eure, Kenneth W.. “An Application of UAV Attitude Estimation Using a Low-Cost Inertial Navigation System”. NTRS.nasa.gov NASA/TM–2013-218144.
- ↑ «ArduPilot/ardupilot» (en en).
- ↑ «Please welcome ArduPilotMega 2.0!» (en en).
- ↑ «Linux and the future of drones [LWN.net]».
- ↑ Press (29 d'agost de 2013). PX4 and 3D Robotics present Pixhawk: An Advanced, User-Friendly Autopilot - el seuAS News - The Business of Drones (in (en-GB)), el seuAS News - The Business of Drones.
- ↑ First successful flight powered by Zynq processor - Aerotenna (in (en-US)), Aerotenna.
- ↑ «Flight Modes — Copter documentation» (en en).
Referències
- Este artícul conté una traducció derivada de «ArduPilot» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.