ドローン開発プラットフォームキーコーディング競争

HoverGamesドローン開発プラットフォームは、モジュール式で柔軟なNXPハードウェア/ソフトウェアソリューションであり、ドローンやローバーから無人航空機（UAV）まで、あらゆる自動運転車の構築に使用できます。このアイデアは、さまざまなアプリケーション向けにドローンを最適化するためのコーディングコンテストであるNXPHoverGamesと共同で生まれました。コーダー、開発者、イノベーターは問題を創造的に解決できます。

キットの一部として、参加者は飛行管理ユニット（FMU）を含む完全なリファレンスドローンを受け取ります。

各NXPHoverGamesハードウェアおよび仮想コーディングの競争は、数か月にわたって行われます。参加者はキットを購入するだけで楽しめます。最初に、HoverGamesコミッショナーは、簡単なチュートリアルの例に従って、参加者にドローンに慣れるように依頼します。次に、参加者は現在アクティブな仮想ソフトウェアの課題にサインアップできます（いくつかの資格が必要です）。

開発プラットフォームは一般的なクレジットカードサイズであり、ロボット工学、制御アルゴリズム、セキュリティネットワーク、および通信プロトコルの開発に完全に開放されており、追加のサポートコンポーネントが含まれる場合があります。

NXPのシステムイノベーションのドローンプログラムリーダーであるIainGallowayは、次のように述べています。 「では、どうすればより多くの人々がソフトウェアエコシステムに参加できるようになるのでしょうか。そこで、昨年はHoverGamesプログラムから始めました。 「FightFireswithFlyers」というソーシャルテーマを定義しました。そしてこれは、ファーストレスポンダーを何らかの形で支援するための課題であり、ソフトウェアコーディングの課題です。飛んでいる挑戦ではありません。」

無人航空機

UAVは、私たちの周りの世界に対する新しい視点と、かつては不可能だった場所に行く可能性を約束します。

テクノロジーは前世紀の初めから進化し、過去10年間で驚異的な成長を遂げました。過去には、ドローンは軍事目的でのみ利用可能でした。しかし、過去10年間で、このタイプの機器は一般の人々やあらゆる種類の企業が簡単に利用できるようになりました。

ドローンの使用も、緊急時や災害時の応急処置キットの一部としてますます普及しています。ドローンは接続されたデバイスであり、そのようなデバイスと同様に、データセキュリティのリスクも発生します。主な問題は、サイバー犯罪が実際の脅威と見なされる前に、これらのツールが数年前に設計されたことです。

NXPHoverGamesドローン開発キット

開発キットは基本的に、LinuxとOpen CVを備えたマイクロプロセッサと、飛行をガ​​イドするためのさまざまな付属センサーに基づいています。

「HoverGames1には、NUTTXRTOSとPX4フライトスタックを実行するFMUK66リアルタイムMCUフライトコントローラーを含むKIT-HGDRONEK66がありました」とGalloway氏は述べています。 「これには、IMU（慣性測定ユニット）を作成するためのすべてのセンサーと、CAN、2線式自動車用イーサネットおよびセキュリティ用のインターフェースが含まれています。チャレンジ2では、8MMNavQ（またはNavQ）と呼ばれる別のコンパニオンコンピューターを紹介します。このLinuxコンパニオンコンピューターは、NXP i.MX 8 M Miniシステムオンチップを使用し、ビデオエンコーディング用のハードウェアアクセラレータを含み、OpenCVマシンビジョン、ROS、Python、MAVSDK、およびその他の必要なツールを含むLinuxでサポートされています。」

フライトコントローラーは、ドローンが安定していることを保証します。ボードはオープンソースとして提供されており、機能に応じて操作を最適化するために他の外部センサーを挿入する可能性があります。

LiPoバッテリーと国固有のテレメトリ無線は、IoT接続の1つを使用して実装する必要があります。キットを完全に機能させるには、利用可能な2つのテレメトリ無線機のどちらを購入するかを選択する必要があります。テレメトリを使用すると、飛行中に車両にライブ接続したり、飛行中のドローンのステータスを確認したり、自律ウェイポイントをロードおよび制御したり、必要な変更を加えたりすることができます。テレメトリデータはコントロールステーションに送信されますが、機内のフライトユニットにも保存されます（図1および2）。

図1：KIT-HGDRONEK66キットのブロック図

図2：KIT-HGDRONEK66のキットコンポーネント

RDDRONE-FMUK66フライトユニット（FMU）は、BLDCモーター制御機能を備えた、ビジネスフレンドリーなオープンソースのPX4.orgフライトスタックによってサポートされています。 PX4は、研究用および商用ドローンプラットフォームに広く使用されています。その寛容なBSDライセンスは、プロプライエタリIPを含める機能を保持します。このリファレンスデザインにより、独自のロボット車両を自由に開発できます。さらに、FMUは用途が広く、ミッションウェイポイントへの自律ナビゲーション用のGPSやその他の測位入力など、他のオープンソースまたは独自のフライトスタックを実行できます。このキットは、AndroidおよびiPhone用のデスクトッププログラムおよびモバイルアプリとして利用できるQGroundControl地上局ソフトウェアでもサポートされています。

RDDRONE-FMUK66は、NXP KinetisK66マイクロコントローラー上でNuttXRTOSを実行し、180MHzのARMCortex-M4コアと2MBのフラッシュメモリを備えています。 NXPセンサー、自動車用CANバストランシーバー、および新しい2線式自動車用100BASE-T1イーサネットトランシーバーTJA110xを使用します。

HoverGamesドローン開発キットのコンポーネントには、DC-DC電源モジュール、マウント付きGPS NEO-M8Nモジュール、安全スイッチ、ブザー、明るいRGBステータスLED、SEGGER J-Link EDU Mini / FTDIUSB-TTL-3V3ケーブル/デバッグも含まれますケーブル付きブレイクアウトボード、BLDCブラシレスモーター2212 920 kV、ESCモーターコントローラー40 AOPTO。

図3：RDDRONE-FMUK66フライトユニット–上面図

図4：RDDRONE-FMUK66フライトユニット–底面図

シャーシ全体を組み立てると、キットには、Rapid IoTアダプターなどの他のコンポーネントや、Linux、OpenCV、およびROSでビジョンプロセッサーとして使用するための新しいNavQ i.MX 8M Miniなどのサポートコンピューター用の追加スペースがあります（図3および4）。

「このソリューションの最も重要な部分の1つは、完全にオープンであることだと思います」とGalloway氏は述べています。 「したがって、他のドローンや企業はドローンを提供しますが、APIベースのソフトウェア開発キットのみを提供します。あなたは本当にコントロールできません。内部で何が起こっているのかわかりません。私たちのプロジェクトでは、フライトコントローラーと外部コンピューターの両方が、すべてオープンソースのハードウェアとソフトウェアです。したがって、実際にこのツールを使用して、最終的にこれをビジネスまたは製品に変えることができます。」

開発キットは450ドルの価格で販売されており、さまざまなホバーゲームプログラム中に開発者にさまざまな割引が適用されます。

ドローンに関する多くの課題には、ドローンの制御またはプログラミングが含まれます。 HoverGamesは、参加者に、車両の新機能を改善またはアクティブ化するためのコードを記述したり、楽しいソフトウェアレースの課題を作成したりすることを奨励したいと考えています。 PX4 Slackコミュニティ、GitHub、およびGitBookプラットフォームは、コミュニティとして意見を共有するためのサポートを提供するだけでなく、NXPからのサポートも受けます。

参加者は、社会問題や社会が直面している最大の課題のいくつかを解決するためのソリューションを設計する必要があります。たとえば、廃棄物の浄化のシミュレーション、絶滅危惧種の移動パターンの監視、災害管理、健康危機、環境保護、野生生物の保護など。

HoverGames Challenge 2がリリースされたばかりで、「ドローンがパンデミックで他の人を助けるのを助ける」というタイトルが付けられています。この課題は、NavQビジョンコンピューターを追加し、ドローンが人々を助けることができるプラスの影響について考えるよう参加者に促します。パンデミックの際には、薬の配達、通信ネットワークによるファーストレスポンダーの支援、さらには労働力の確保に苦労している農家の作物監視ニーズの管理を支援するなど、さまざまな方法があります。

チャレンジはhttps://www.hackster.io/contests/hovergames2で登録できるようになりました。

>>この記事はもともと姉妹サイトであるEETimesEurope。