NXP 호버게임즈: 오픈소스 드론 플랫폼 및 코딩 대회

NXP 호버게임즈(HoverGames) 드론 개발 플랫폼은 개발자가 소비자 드론부터 고급 UAV와 로버까지 자율 주행 차량을 구축할 수 있게 하는 모듈식, 카드 크기의 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션입니다.

각 키트에는 비행 관리 유닛(FMU)을 포함하는 완전히 조립된 레퍼런스 드론이 제공됩니다. 참가자는 간단한 튜토리얼을 통해 하드웨어를 이해한 후, 일부는 자격 요건이 있는 가상 소프트웨어 챌린지에 등록합니다.

유연성을 위해 설계된 이 플랫폼은 로봇공학 연구, 제어 알고리즘 프로토타이핑, 보안 통신 프로토콜을 지원하며, 추가 센서나 지원 구성요소로 확장할 수 있습니다.

"우리는 드론을 개발 키트로 만들었습니다. 실험하고 싶은 누구에게나 그것이 정확히 목적이기 때문입니다."라고 NXP 시스템 혁신 리드 이안 갤러웨이는 말합니다. "호버게임즈를 출시함으로써 소프트웨어 생태계를 확장했고, '플라이어로 화재 진압(Fight Fires with Flyers)'이라는 사회적 주제를 제공하여 코더들이 비행 성능뿐만 아니라 최초 대응자를 위한 소프트웨어 솔루션을 고안하도록 도전합니다."

무인 항공기(UAV)

UAV는 지난 10년간 극적으로 진화하여 틈새 군사 도구에서 널리 접근 가능한 소비자 및 상업용 디바이스로 전환되었습니다. 오늘날 드론은 재난 시 물자 전달이나 상황 인식을 수집하기 위해 응급 대응 키트의 일부인 경우가 많습니다. 연결된 디바이스로서 사이버 위협이 주류가 되기 전에 설계된 많은 드론은 데이터 보안 과제도 안고 있습니다.

NXP 호버게임즈 드론 개발 키트

키트의 핵심은 리눅스와 OpenCV로 실행되는 NXP 프로세서와, 관성 측정 장치(IMU)를 형성하는 센서 어레이, CAN, 자동차 이더넷, 보안 모듈 인터페이스를 제공합니다.

챌린지 1에서 키트(KIT-HGDRONEK66)는 NuttX RTOS와 PX4 비행 스택을 실행하는 FMUK66 비행 컨트롤러를 특징으로 합니다. 또한 자율 비행을 위한 전체 센서 스위트를 포함합니다.

챌린지 2에는 NXP i.MX 8M 미니 SoC 기반의 NavQ(8MMNavQ)라는 컴패니언 컴퓨터가 도입됩니다. 이 리눅스 기반 비전 프로세서는 비디오 인코딩을 위한 하드웨어 가속을 제공하고 OpenCV, ROS, Python, MAVSDK를 지원합니다.

비행 컨트롤러는 차량 안정성을 유지하며 오픈소스이므로 개발자가 외부 센서를 추가하여 드론의 기능을 맞춤화할 수 있습니다.

전원은 리포 배터리로 공급되며, 국가별 텔레메트리 라디오가 필요합니다. 텔레메트리를 통해 운영자는 실시간 비행 데이터를 수신하고, 자율 웨이포인트를 로드하며, 임무를 실시간으로 수정할 수 있습니다. 텔레메트리는 지상국으로 전송되고 기내에 기록됩니다(그림 1, 2 참조).

그림 1: KIT-HGDRONEK66 키트 블록 다이어그램

그림 2: KIT-HGDRONEK66 키트 구성품

RDDRONE-FMUK66 비행 유닛은 PX4.org 비행 스택(업계 표준, BSD 라이선스 프레임워크)을 실행하며 BLDC 모터 제어, GPS, 자율 내비게이션을 위한 기타 위치 센서를 지원합니다. 데스크톱과 안드로이드, iOS용 모바일 앱으로 제공되는 QGroundControl과 완전히 호환됩니다.

하드웨어 사양: NXP 키네티스 K66 MCU(ARM Cortex-M4 @ 180MHz, 2MB 플래시)에서 실행되는 NuttX RTOS, NXP 센서, 자동차 CAN 버스 트랜시버, 양선 100BASE-T1 이더넷 트랜시버 TJA110x.

기타 키트 구성품: DC-DC 전원 모듈, GPS NEO-M8N, 안전 스위치, 부저, RGB 상태 LED, SEGGER J-Link EDU Mini/FTDI USB-TTL-3V3 케이블, BLDC 모터 2212 920kV, 40A OPTO ESC.

그림 3: RDDRONE-FMUK66 비행 유닛 – 상단 뷰

그림 4: RDDRONE-FMUK66 비행 유닛 – 하단 뷰

조립 후 섀시는 Rapid IoT 어댑터나 NavQ i.MX 8M 미니를 위한 공간을 제공하여 드론을 리눅스, OpenCV, ROS를 갖춘 비전 처리 플랫폼으로 전환합니다.

"이 솔루션의 가장 가치 있는 측면 중 하나는 개방성입니다."라고 갤러웨이는 말합니다. "많은 상업용 드론이 API만 노출하는 것과 달리, 우리의 전체 비행 컨트롤러와 컴패니언 컴퓨터는 오픈소스 하드웨어와 소프트웨어입니다. 이 투명성은 개발자가 혁신하고 반복하며, 궁극적으로 이를 중심으로 상용 제품을 구축할 수 있게 합니다."

키트 가격은 $450이며, 호버게임즈 프로그램 참여 개발자에게 추가 할인이 제공됩니다.

호버게임즈는 참가자들이 드론 기능을 확장하는 코드를 작성하고 재미있는 소프트웨어 레이싱 챌린지에서 경쟁하도록 장려합니다. 커뮤니티 지원은 PX4 슬랙 채널, 깃허브, 깃북을 통해 제공되며, 개발자는 협업하고 NXP로부터 지침을 받을 수 있습니다.

챌린지는 폐기물 청소 시뮬레이션, 야생동물 모니터링, 재난 대응, 보건 위기 완화, 환경 보호와 같은 현실적인 사회적 이슈를 중심으로 구성됩니다. 참가자는 실질적인 변화를 만들 수 있는 소프트웨어 솔루션을 설계하는 임무를 맡습니다.

호버게임즈 챌린지 2, "팬데믹에서 드론이 타인을 돕도록 돕기(Help Drones Help Others in Pandemics)"가 방금 시작되었습니다. NavQ 비전 컴퓨터를 추가하고 의약품 배달, 최초 대응자 통신, 노동력 부족 시 농업 모니터링을 위한 드론 기반 솔루션을 고안하도록 참가자들을 초대합니다.

챌린지 등록은 https://www.hackster.io/contests/hovergames2에서 가능합니다.

>> 이 기사는 원래 자매 사이트인 EE Times Europe에 게시되었습니다.