P450軟件主要功能

P450搭載了Prometheus V1.0系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)一年多的維護(hù)與整合，Prometheus項(xiàng)目組將迄今為止在無(wú)人機(jī)上集成的功能進(jìn)行了高度整合與優(yōu)化，發(fā)布了首個(gè)泛用性開(kāi)源無(wú)人機(jī)操作系統(tǒng)Prometheus V1.0。作為首個(gè)獲得該系統(tǒng)支持的開(kāi)發(fā)套件，P450可為無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)者提供嶄新的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。開(kāi)發(fā)者在P450的使用過(guò)程中，無(wú)需再對(duì)PX4和ROS的進(jìn)行重復(fù)性學(xué)習(xí)，耗費(fèi)時(shí)間在底層控制的調(diào)試上;僅需在Prometheus V1.0系統(tǒng)中，專注于算法開(kāi)發(fā)與實(shí)機(jī)驗(yàn)證。

關(guān)于Prometheus項(xiàng)目：

Prometheus是一套開(kāi)源的自主無(wú)人機(jī)軟件平臺(tái)，為無(wú)人機(jī)的智能與自主飛行提供全套解決方案。本項(xiàng)目集成了PX4開(kāi)源飛控固件與ROS開(kāi)發(fā)環(huán)境，可為開(kāi)發(fā)者提供成熟可用的機(jī)載電腦端開(kāi)發(fā)程序，實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)潔快速的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。目前已集成建圖、定位、規(guī)劃、控制及目標(biāo)檢測(cè)等模塊，并配套有Gazebo仿真測(cè)試代碼。

Prometheus系統(tǒng)可分為四大模塊，分別負(fù)責(zé)PX4飛控控制、SLAM建圖、任務(wù)及路徑規(guī)劃與視覺(jué)識(shí)別幾大核心功能。

控制模塊

P450飛行測(cè)試

阿木實(shí)驗(yàn)室的另一開(kāi)源項(xiàng)目，基于MAVROS通信協(xié)議的ROS飛控控制項(xiàng)目PX4_Command現(xiàn)已作為基本控制模塊被整合到Prometheus V1.0中?？赏ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的控制指令接口，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的一鍵解鎖，起飛、懸停、降落、緊急上鎖、慣性系及機(jī)體系下的控制指令(位置控制，速度控制或者組合控制)以及軌跡跟蹤等操作。

SLAM模塊

P450 RGB-D建圖測(cè)試

在激光雷達(dá)SLAM的基礎(chǔ)上，阿木實(shí)驗(yàn)室一直在探尋其他采用不同傳感器的高效率SLAM方案?，F(xiàn)在，除了經(jīng)典的Cartographer激光雷達(dá)SLAM建圖以外，P450的SLAM模塊還可通過(guò)DEMO腳本實(shí)現(xiàn)RTAB-Map、Octomap及RGB-D三維環(huán)境建圖等不同的SLAM方案，滿足各種室內(nèi)無(wú)人機(jī)的開(kāi)發(fā)要求。

規(guī)劃模塊

P450 2D激光雷達(dá)AStar測(cè)試

P450的避障功能在規(guī)劃模塊的支持下，成為了變化最顯著的部分。在規(guī)劃模塊的DEMO中，P450可通過(guò)掃描范圍大幅升級(jí)的激光雷達(dá)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和數(shù)據(jù)輸入選擇APF局部規(guī)劃，VFH局部規(guī)劃和A*全局規(guī)劃等不同的算法實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃與避障，并比較個(gè)中差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同環(huán)境的優(yōu)化和適配。

另一方面，阿木實(shí)驗(yàn)室意識(shí)到激光雷達(dá)在一些條件下具有一定的使用限制，因此一直在尋求完全基于視覺(jué)的無(wú)人機(jī)自主飛行規(guī)劃算法?，F(xiàn)在，P450可以直接通過(guò)Fast-Planner，一組由港科大開(kāi)源的快速路徑規(guī)劃算法，實(shí)現(xiàn)在樹(shù)林等復(fù)雜環(huán)境下的實(shí)時(shí)避障與路徑規(guī)劃。智能無(wú)人機(jī)的開(kāi)發(fā)已真正邁入視覺(jué)時(shí)代。

識(shí)別模塊

P450 二維碼降落測(cè)試

在標(biāo)配一臺(tái)可上下90°翻轉(zhuǎn)的單目攝像頭后，視覺(jué)識(shí)別與目標(biāo)檢測(cè)成為P450的核心功能之一?；贠pencv的圖像識(shí)別，P450機(jī)載系統(tǒng)中包含了豐富視覺(jué)識(shí)別。可實(shí)現(xiàn)包含數(shù)字識(shí)別，橢圓檢測(cè)，多二維碼檢測(cè)，顏色識(shí)別，YOLO通用目標(biāo)檢測(cè)和框選跟蹤在內(nèi)的多種識(shí)別算法，以及基于視覺(jué)的無(wú)人機(jī)位置控制。

除上述描述的功能以外，P450機(jī)載系統(tǒng)Prometheus V1.0將保持持續(xù)的免費(fèi)更新，在未來(lái)支持更多Prometheus項(xiàng)目中集成的算法與功能。

技術(shù)參數(shù)

飛行器類型：四旋翼

飛控核心：Pixhawk V4

機(jī)載計(jì)算機(jī)：Nvidia Jetson Xavier NX

機(jī)載系統(tǒng)：Prometheus V1.0

重量(約)：1550g(不含電池)，1950g(含電池)

尺寸：335mm*335mm*230mm(長(zhǎng)*寬*高)

對(duì)角線軸距：410mm

最大有效載荷：1600g

最大起飛重量：3550g

供電電池：格氏5300mAh

供電電壓：14.8V-16.8V

懸停精度：±1m(GPS下)

抗風(fēng)等級(jí)：3-4級(jí)

工作環(huán)境：室內(nèi)/室外

遙控器：富斯FS-i6S

可選裝傳感器：單目相機(jī)

雙目相機(jī) Intel Realsense T265

深度相機(jī) Intel Realsense D435i

激光雷達(dá) 思嵐 S1

……以及更多

配套資料

P450擁有Github項(xiàng)目、產(chǎn)品Wiki及官方使用說(shuō)明的技術(shù)支持。此外，P450還提供與真機(jī)功能相對(duì)應(yīng)的ROS仿真教程。通過(guò)阿木實(shí)驗(yàn)室提供的第一版仿真鏡像“amovlab-prometheus-v1.iso”，用戶可通過(guò)在電腦上安裝鏡像的方式，直接解決在配置仿真環(huán)境的過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題，快速上手開(kāi)發(fā)工作。同時(shí)，P450無(wú)人機(jī)也可與阿木實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)課程配套使用，幫助無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)者度過(guò)從原理入門到獨(dú)立開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)過(guò)程。

Prometheus自主無(wú)人機(jī)開(kāi)源項(xiàng)目：

https://github.com/amov-lab/Prometheus

P450 官方WiKi：

https://www.amovlab.com/document 

P450 視頻使用教程：

https://space.bilibili.com/432575320/channel/detail?cid=168828 

鉑貝學(xué)院：

https://bbs.amovlab.com/plugin.php?id=zhanmishu_video:video