El proyecto Dronecode en colaboración con The Linux Foundation

16:07 Eduardo Elúa Samaniego 0 Comments

Plataformas UAVs/Drones


Una mayor colaboración y uso de las mejores prácticas de desarrollo de código abierto y protocolos estandarizados como MAVLink, acelerará significativamente las soluciones reales desplegables para la industria de UAVs en general.
Las aplicaciones de drones de próxima generación deben ser ágiles, confiables y ofrecer flexibilidad para adaptarse a los requisitos en constante evolución de la industria. Impulsado por la necesidad de abordar los desafíos que enfrenta la comunidad UAV, Dronecode se ha establecido como una de las plataformas de control de vuelo más avanzadas disponibles en la actualidad.
Dronecode abarca los proyectos de código abierto que controlan el vuelo, permiten la planificación de misiones y de otra manera hacen que el vuelo del Drone y la funcionalidad avanzada sean posibles. El desarrollo se realiza a nivel de proyectos con coordinación y asignación de recursos realizada por el Comité Técnico de Dirección y la Junta Directiva. Desde una vista de alto nivel, la plataforma Dronecode podría describirse como un ecosistema de aplicaciones dentro de las distintas capas de la pila del proyecto.
El resultado del proyecto es una plataforma de código abierto y compartida para vehículos aéreos no tripulados (UAVs). La plataforma ha sido adoptada por muchas de las organizaciones a la vanguardia de la tecnología de drones, incluyendo 3DRoboticsParrotQualcommIntelDroneDeployYuneecWalkera y otros.
Para probar la facilidad de contribución al proyecto y el ágil acceso a este, dejamos algunos fuentes de proyectos apoyados por Dronecode:
Archivos fuentes...

APIs para desarrolladores.

DroneKit SDK

Expansión de DroneAPI que ofrece un kit de herramientas para desarrollar aplicaciones personalizadas para la interacción basada en la nube, móvil y PC con UAVs.

ROS

El Sistema Operativo de Robots (ROS) es un conjunto de bibliotecas de software y herramientas que le ayudan a construir aplicaciones de robots.
De los controladores a los algoritmos de última generación, y con potentes herramientas de desarrollo, con soporte para visión por computadora, navegación y entornos de simulación de UAV.
Muchos sistemas se puede integrar a través de dos APIs diferentes con ROS:
  • nativa: cada aplicación correo como un nodo ROS
  • No nativa: cuando se ejecuta exclusivamente en el piloto automático a través de MAVLink vía mavros (MAVLink-ROS con proxy UDP para los Software de control en tierra "GCS"), APM / ArduPilot pueden integrarse con ROS a través de Mavros.

MAVLink

Micro Air Vehicle Communication Protocol "MavLink", es un protocolo de control utilizado para implementaciones de Drones/UAVs
Diagrama de Arquitectura MavlinkComo se muestra en el diagrama anterior, la integración de MAVLink no es intrusiva. MAVLink no necesita convertirse en una parte central de la arquitectura a bordo. missionlib proporciona el control, maneja los parámetros y la transmisión de misión/waypoint, el piloto automático sólo necesita leer los valores de las estructuras de datos apropiadas. MAVLink tiene un formato de mensaje muy estable, una de las principales razones por las que muchos GCS y pilotos automáticos lo apoyan.

UAVCAN

Es un protocolo ligero diseñado para una comunicación fiable en aplicaciones aeroespaciales y robóticas a través del bus CAN.

Código para el control del vuelo

PX4

PX4 es un proyecto independiente, open-source, de hardware abierto que tiene como objetivo proporcionar un piloto automático de alta calidad a las comunidades académicas, aficionados y la industria "bajo licencia BSD" a bajo costo y alta disponibilidad. Es una plataforma completa de hardware y software similar a un computador, puede ejecutar múltiples aplicaciones sobre el piloto automático y realizar muchas interacciones Humano-Maquina. Es apoyado por el Laboratorio de Visión y Geometría por Computador de ETH Zurich (Instituto Federal Suizo de Tecnología), el Laboratorio de Sistemas Autónomos, el Laboratorio de Control Automático y muchas mas.
Estructura de ejecución sobre la comunicación con el piloto automáticoDiagrama de capas

Firmware y Hardware

Pilotos Automaticos

El proyecto PX4 diseñó una serie de módulos de hardware que se usan para guiar a los vehículos tanto en operación asistida por humanos como totalmente autónoma. Los módulos actualmente disponibles incluyen el módulo de piloto automático principal (denominado FMU - Flight Management Unit), módulos portadores específicos de la plataforma (llamados IO - entrada/salida) que emiten muchos tipos de señales para el control de servos, dispositivos de Entrada/Salida, comandos, y la adicción de módulos adicionales como Cámaras de Flujo Óptico y sensores láser tipo LIDAR.
Algunas versiones de pilotos automáticos soportados por el proyecto

Sik Radio Telemetría

SiK es una colección de firmware y herramientas para radios basados en el economico y versátil chip SiLabs Si1000 SoC.
Actualmente soporta las siguientes boards para el control de telemetría
El actual firmware incluye los siguientes componentes
  • Un gestor de arranque con soporte para actualizaciones de firmware a través de la interfaz serie.
  • Firmware de radio con soporte para analizar comandos AT, almacenamiento de parámetros y funcionalidad FHSS / TDM.
Archivos fuentes
SiK

Acelerador Electrónico CAN "sapog"

Un avanzado controlador electrónico multi-plataforma de tres fases para motores sin escobillas y controlador de firmware, el cual implementa un puerto de comunicación Bus CAN.
Archivo fuentes
sapog

Sensor de flujo óptico "PX4Flow"

PX4Flow es una cámara óptica de flujo óptico (proporciona la imagen para fines de configuración, pero no está diseñada para capturar imágenes como una cámara web). Tiene una resolución nativa de 752 × 480 píxeles y calcula el flujo óptico en un área recolectada de 4x a 400 Hz, lo que le da una sensibilidad a la luz muy alta. A diferencia de muchos sensores, también funciona en interiores y en condiciones de baja iluminación exterior sin la necesidad de un LED de iluminación. Se puede re-programar libremente para hacer cualquier otra tarea básica, eficiente de bajo nivel de visión por ordenador.
Archivos fuentes
Px4Flow

Antena Tracker

La antena Tracker calcula la posición de un vehículo remoto utilizando su propia posición GPS y la telemetría GPS desde un vehículo que ejecuta Copter, Rover o Plane. A continuación, utiliza esta información para apuntar una antena direccional hacia el vehículo, realizando un seguimiento del vuelo y manteniendo siempre en la mejor dirección para su cobertura.
Archivos fuentes

Entornos de simulación Software In The Loop "SITL"

Esta es una técnica utilizada para realizar simulaciones de escritorio el cual re-construyen ambientes "reales" para la simulación de vuelos previamente configurados.
Existen software de escritorio de muy avanzada tecnología que ademas de simular los vuelos, permiten la adicción de librerías especificadas como sensores que próximamente podremos montar sobre nuestro entorno de desarrollo.
Un software de simulación flexible, permite la fácil adicción de nuevos backends de simulación.

SITL

El simulador SITL (Software In The Loop) le permite ejecutar Plane, Copter o Rover sin ningún hardware. Es una compilación del código del piloto automático que usa un compilador C++ normal, dándole un ejecutable nativo que le permite probar el comportamiento del código sin hardware.
Archivos fuentes
DroneKit SITL

JMavSim

JMAVSim es un simple y ligero simulador de multirotores. Puede funcionar con el piloto automático a través de puerto serie o conexión UDP, utilizando directamente el protocolo MAVLink, sin envolturas ni estaciones de control en tierra. Se puede configurar el puerto secundario opcional (por ejemplo, UDP) para la conexión a la estación terrestre.
Archivos fuentes
JMavSim

Gazebo ROS

Gazebo es un entorno de simulación robótico avanzado compatible con PX4 que le permite simular el sistema completo para probar nuevos controladores o estimadores. Además de simular la aviónica, Gazebo ofrece la capacidad de replicar cámaras y sensores láser.
Código fuente
Gazebo ROS

X-plane

X-Plane es un simulador de vuelo preciso que soporta modelos de ala fija. Sólo XPlane 10 está oficialmente soportado y probado con PX4, pero la compatibilidad heredada (no probada) para XPlane 9 está disponible en QGroundControl.
Código fuente
X-plane

Para Desarrolladores...

Dronecode representa una comunidad activa de desarrolladores que ha existido desde hace algún tiempo. Más de 1.200 desarrolladores están trabajando en Dronecode con más de 150 proyectos de código donde estos están comprometidos al día en algunos proyectos. Ejemplos de proyectos incluyen el Planificador de Misión (APM Planner), (MAVLink) y (DroidPlanner "Tower"). La plataforma ha sido adoptada por muchas de las organizaciones a la vanguardia de la tecnología de aviones no tripulados, entre las que se incluyen 3DRobotics, DroneDeploy, HobbyKing, Horizon Ag, PrecisionHawk, Agribotics y Team Black Sheep Avionics.
Dronecode aprovecha una meritocracia basada en la contribución que permite a otras partes y desarrolladores influenciar y participar en el desarrollo y dirección del software. El desarrollo tiene lugar en cada proyecto.
Si desea involucrarse con Dronecode, la mejor manera es examinar la lista de proyectos y sumergirse en las comunidades. Si usted es nuevo en el tema de los drones, le recomiendo echar un vistazo a la guía para novatos UAVs y los grandes recursos de DIY Drones.
Nosotros en UAVLabs estamos implementando estas y muchas mas tecnologías avanzadas para la construcción de Vehiculos Aereos No Tripulados "UAVs/Drones", si tienes alguna consulta o deseas alguno de nuestros Servicios no dudes en contactarnos.
Esto es todo por el día de hoy, espero esta documentación les sea útil y necearía para poderse llevar a cabo la ejecución de un proyecto basado en Tecnologías Libres aplicado a la implementacion de Vehículos Aéreos No Tripulados Modulares.

Fuente: http://uavlabs.org/2017/02/28/el-proyecto-dronecode

0 comentarios: