Автономное подчинение включается с Wheezy на Haswell

Внедорожник Корнельского университета «Близнецы» примет участие в конкурсе RoboSub на следующей неделе 2014 года.
Подразделение запускает Debian Linux на компьютере с модулем Intel Core.

Gemini AUV команды Автономного подводного аппарата Корнелльского университета (CUAUV) примет участие в 17-м ежегодном международном конкурсе RoboSub на следующей неделе с помощью Adlink, чей компьютер-модуль «Express-HL» в стиле COM Express будет питать автономный сабвуфер, используя урезанный версия Debian «Wheezy» для Linux.
Соревнования пройдут в исследовательском центре космических и военно-морских командировок в Сан-Диего с 28 июля по 3 августа.

Конструкция Gemini призвана продемонстрировать уменьшение веса, простоту интеграции и использования и улучшенные свойства управления по сравнению с более ранними AUV CUAUV.
Gemini отличается более прочными рамными конструкциями и сосудами под давлением, а также обтекаемой электронной системой, улучшенным набором датчиков и передовыми алгоритмами видения.



Рендеринг Близнецов (вверху), на суше и в воде

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

БПЛА 41 х 23 х 18 дюймов имеет акриловый корпус и весит 70 фунтов.
Близнецы могут путешествовать со скоростью до 0,6 м / с на глубине до 50 футов в течение двух часов.

Встроенный компьютер на базе COM Express

Adlink Express-HL COM Express Type 6 COM выполняет все задачи, задачи машинного зрения и обработки управления.
Вторичного компьютера нет.
Тем не менее, модуль взаимодействует с микроконтроллерами на нескольких специально разработанных периферийных платах.


Встроенная компьютерная фотография Gemini с изображением COM, несущей платы и теплового решения

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Модуль Express-HL основан на четырехъядерной системе Intel I7-4700 на чипе 4-го поколения «Haswell», в сочетании с набором микросхем Intel QM87 Express для мобильных ПК.
Express-HL подключен к несущей плате Connect Tech COM Express Ultra Lite .
Бортовой компьютер дополнительно оснащен 8 ГБ ОЗУ и твердотельным накопителем mSATA 256 ГБ.
Все внешние платы датчиков и исполнительных элементов проходят через специальную плату последовательного интерфейса.


Adlink Express-HL COM: фото и блок-схема

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Плата Connect Tech Ultra Lite имеет источник питания + 12 В и рассчитана на промышленные температуры.
Плата 125 x 95 мм предлагает четыре интерфейса дисплея, два гигабитных порта Ethernet, шесть портов USB и пять последовательных портов.
Другие функции включают в себя слот microSD, два слота Mini-PCIe, аудиовход / ввод и 8x GPIO.

Программный стек на основе Debian

Что касается программного обеспечения, Gemini запускает пользовательский Debian и имеет собственную систему общей памяти для централизованного состояния транспортного средства с интерфейсами, поддерживающими программы на C / C ++ и Python. Система общей памяти обеспечивает одновременный доступ к глобальным переменным во всей программной инфраструктуре транспортного средства.
Переменные синхронизируются между различными платами через стандартизированный последовательный протокол для облегчения чтения и записи.

Стек Debian включает в себя систему журналирования, которая поддерживает просмотр и тестирование в автономном режиме.
Также есть программа-симулятор для тестирования корабля в виртуальной среде.

Датчики Близнецов и другие функции

Массив датчиков Gemini включает в себя следующие компоненты:

  • Teledyne RDI Explorer Doppler Velocity Log
  • Датчик температуры
  • Гидрофоны на заказ
  • IDS UEye нисходящая камера
  • AVT Гуппи передняя камера
  • Изготовленный на заказ IMU
  • LORD Microstrain 3DM-GX1 IMU
  • LORD Microstrain 3DM-GX4-25 IMU
  • Датчик глубины
  • Датчик внутреннего давления
  • Модуль PNI Trax AHRS

Говорят, что дополнительные функции Близнецов включают:

  • Консольная система стеллажей
  • Двойной корпус
  • Главная камера высокого давления, интегрированная передние камеры
  • Легкодоступный Ethernet-модем
  • Система питания с аккумуляторными батареями с возможностью горячей замены
  • 8x движителей для 6 степеней свободы
  • Резервная система основного уплотнения
  • Влажная привязь
  • SEACON подводные разъемы
  • Подключи и играй серийный
  • Задняя панель электроники
  • Герметичный корпус

Соревнование RoboSub

Спонсорами международного конкурса RoboSub являются Фонд Международной ассоциации систем беспилотных транспортных средств (AUVSI) и Управление военно-морских исследований США (ONR).
Миссия и элементы соревнования предназначены для моделирования реальных задач, таких как визуальное распознавание объектов, навигация и акустическое зондирование.


Диаграмма пула и соревнования RoboSub 2014

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Команда CUAUV, состоящая из 43 студентов, тратит более 20 000 человеко-часов в год на разработку своих беспилотников и выиграла ежегодный конкурс RoboSub четыре из последних пяти лет.
Команда начала тестировать Gemini в водах бассейна и озера в июне, преодолевая субмарину через полосу препятствий, аналогичную RoboSub.

«Когда мы начали проектировать Gemini в августе 2013 года, мы знали, что нам нужно что-то меньшее и более мощное, чем процессор Intel Core i7 третьего поколения с форм-фактором Mini-ITX, который мы использовали в нашем автомобиле 2013 года», - заявил Маркус Буркардт, команда CUAUV Лидер и Корнельский университет старший.
«Мы решили, что четырехъядерный компьютер-на-модуле - это лучший вариант для снижения общего веса и занимаемой площади автомобиля без потери производительности, поэтому мы начали обращаться к поставщикам за поддержкой.
Мы были очень счастливы, когда Adlink согласился стать нашим спонсором ».

Другие AUV на базе Linux включают в себя автоматизированный мини-субплан Bluefin Robotics Bluefin-21 , который возглавлял поиск рейса 370 Malaysia Airlines. На низком уровне вы можете путешествовать до самого дна с помощью OpenROV на базе BeagleBone.


Два других подводных АНПА: Bluefin-21 (слева);
OpenROV

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Дальнейшая информация

Более подробную информацию о Близнецах можно найти на странице Близнецов CUAUV , а подробности о RoboSub можно найти на странице RoboSub AUVSI .