NXP HoverGames：オープンソース ドローン プラットフォームとコーディング コンペティション

NXP HoverGamesドローン開発プラットフォームは、モジュール式のカードサイズ ハードウェアとソフトウェア ソリューションで、開発者がコンシューマー ドローンから高度なUAVとローバーまで、自律走行車両を構築できるようにします。

各キットには、フライト管理ユニット（FMU）を含む完全組み立て済みのリファレンス ドローンが付属します。参加者はシンプルなチュートリアルを通じてハードウェアを理解し、その後、仮想ソフトウェア チャレンジに登録します（一部は資格審査あり）。

柔軟性を重視して設計されたこのプラットフォームは、ロボティクス研究、制御アルゴリズム プロトタイピング、セキュア通信プロトコルをサポートし、追加センサーやサポート コンポーネントで拡張可能です。

「ドローンを開発キットとして構築したのは、実験したい誰にとってもそれがまさに目的だからです」とNXPシステム イノベーション リードのIain Galloway氏は語ります。「HoverGamesを立ち上げることで、ソフトウェア エコシステムを拡大し、『Flyersで火災と戦う』という社会的テーマを提供しました。これは、単なる飛行性能ではなく、救急隊員向けのソフトウェア ソリューションをコーダーに考案させるものです。」

無人航空機

UAVは過去10年間で劇的に進化し、ニッチな軍事ツールから広くアクセス可能なコンシューマーおよび商用デバイスへと移行しました。今日、ドローンは多くの場合、緊急対応キットの一部となっており、災害時に物資を届けたり、状況認識を収集したりします。接続デバイスとして、データセキュリティの課題ももたらします。多くはサイバー脅威が主流になる前に設計されました。

NXP HoverGamesドローン開発キット

キットの核心は、LinuxとOpenCVで動作するNXPプロセッサと、慣性測定ユニット（IMU）を形成するセンサーアレイ、CAN、車載Ethernet、セキュリティモジュールのインターフェースを提供するものです。

チャレンジ1では、キット「KIT-HGDRONEK66」にFMUK66フライト コントローラが搭載され、NuttX RTOSとPX4フライト スタックで動作します。自律飛行に必要なフルセンサー スイートも含まれます。

チャレンジ2では、コンパニオン コンピューター「NavQ」（8MMNavQ）が導入され、NXP i.MX 8M Mini SoC上に構築されています。このLinuxベースのビジョン プロセッサは、ビデオ エンコードのハードウェア アクセラレーションを提供し、OpenCV、ROS、Python、MAVSDKをサポートします。

フライト コントローラは車両の安定性を維持し、オープンソースであるため、開発者は外部センサーを追加してドローンの能力を調整できます。

電源はLiPoバッテリーで供給され、国別のテレメトリ無線が必要です。テレメトリを通じて、オペレーターはライブ フライト データを受信し、自律ウェイポイントを読み込み、ミッションをその場で変更できます。テレメトリは地上局に送信され、オンボードでログ記録されます（図1、2参照）。

図1: KIT-HGDRONEK66キット ブロック図

図2: KIT-HGDRONEK66キット コンポーネント

RDDRONE-FMUK66フライト ユニットは、PX4.orgフライト スタック（業界標準、BSDライセンスのフレームワークで、BLDCモーター制御、GPS、その他の測位センサーを自律ナビゲーションにサポート）を実行します。QGroundControlと完全互換で、デスクトップ版とAndroid/iOS用モバイルアプリとして利用可能です。

ハードウェア仕様：NXP Kinetis K66 MCU（ARM Cortex-M4 @ 180 MHz、2 MBフラッシュ）上のNuttX RTOS、NXPセンサー、車載CANバストランシーバー、2線式100BASE-T1 EthernetトランシーバーTJA110x。

その他のキットコンポーネント：DC-DC電源モジュール、GPS NEO-M8N、セーフティ スイッチ、ブザー、RGBステータスLED、SEGGER J-Link EDU Mini/FTDI USB-TTL-3V3ケーブル、BLDCモーター 2212 920 kV、40 A OPTO ESC。

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 - 下面図

組み立て後、シャーシにはRapid IoTアダプターやNavQ i.MX 8M Miniのスペースがあり、ドローンをLinux、OpenCV、ROSを備えたビジョン処理プラットフォームに変えます。

「このソリューションの最も価値ある側面の1つはその開放性です」とGalloway氏。「多くの商用ドローンがAPIのみを公開するのとは異なり、我々のフライト コントローラとコンパニオン コンピューターの両方がオープンソースのハードウェアとソフトウェアです。この透明性により、開発者はイノベート、反復し、最終的にその周りに商用製品を構築できます。」

キット価格は450ドルで、HoverGamesプログラム参加開発者には追加割引があります。

HoverGamesは、ドローン機能を拡張するコードを書き、楽しいソフトウェア レース チャレンジで競うことを参加者に促します。コミュニティ サポートはPX4 Slackチャネル、GitHub、GitBookを通じて提供され、開発者は協力し、NXPからガイダンスを受けられます。

チャレンジは、廃棄物清掃シミュレーション、野生生物監視、災害対応、健康危機緩和、環境保護などの実世界の社会的問題を中心に構成されています。参加者は、具体的な違いを生み出す可能性のあるドローンベースのソフトウェア ソリューションの設計を任されます。

HoverGamesチャレンジ2「パンデミックでドローンが他者を助けるのを助ける」が開始されました。NavQビジョン コンピューターを追加し、薬品配達、救急隊員通信、労働力不足時の農業監視のためのドローンベース ソリューションの考案を参加者に呼びかけています。

チャレンジへの登録はhttps://www.hackster.io/contests/hovergames2で受け付けています。

>> この記事は元々、姉妹サイトEE Times Europeで公開されました。