Nota original: QDrone 2: Your New Research Flying Computer! https://www.quanser.com/blog/qdrone-2-your-new-research-flying-computer/

 

Lorena González

Ingeniero de Aplicaciones Académicas | Quanser Inc.

Durante mi primera semana en Quanser, conocí nuestro QCar y QDrone como computadoras de conducción y vuelo, respectivamente. Pude visualizar esto fácilmente con el QCar, conectándolo a un monitor, conectando un teclado, un ratón y usándolo con una interfaz de escritorio gráfica completa de Ubuntu sin ninguna curva de aprendizaje. Sin embargo, luché con esta idea para el QDrone, ya que no tenía experiencia en el uso de la interfaz Yocto Linux pura basada en terminal, lo que me complicó las cosas. Sin embargo, con el reciente QDrone 2 en desarrollo y una interfaz de escritorio Ubuntu dedicada, finalmente pude visualizarlo como una computadora voladora. ¡Para comenzar, todo lo que necesitaba era poder conectar un monitor, un teclado y un mouse!

Robots y QDrone 2

Esto me hizo pensar en la línea entre las computadoras y los robots y lo que realmente hace un buen sistema robótico. Creo que esto se reduce a tener un sistema operativo con sabor a Linux, que es estándar para los sistemas robóticos. Lo siguiente es la inclusión de múltiples sensores para interactuar con el entorno. Finalmente, debe ser lo suficientemente flexible para adaptarse a una variedad de aplicaciones. Desde esta perspectiva, nuestro primer QDrone cumplía todos estos requisitos para ser un buen sistema robótico: un sistema operativo Linux, una plataforma flexible y un conjunto completo de sensores. Sin embargo, al menos para mí, la interfaz de terminal pura dificultaba la interacción. ¡Aquí es donde el QDrone 2 de Quanser toma el ya excelente QDrone y lo mejora!

 

 

Hablemos primero sobre el cerebro/computadora en el dron. Tener acceso a una experiencia de escritorio completa de Ubuntu y una arquitectura completamente abierta lo convierte en un producto fácil de usar tanto para estudiantes nuevos como para investigadores experimentados. El QDrone 2 se ejecuta en NVIDIA Xavier NX, que contiene una CPU de 6 núcleos y una GPU con más de 350 núcleos CUDA y 48 núcleos Tensor. Esta poderosa computadora permite a los investigadores usar TensorRT para aplicaciones de aprendizaje automático que se ejecutan directamente en el dron usando los núcleos CUDA dedicados.

QDrone 2 tiene múltiples sensores para admitir una variedad de diferentes aplicaciones de investigación. La inclusión de dos IMU respalda la investigación de la estabilidad de un sistema y se extiende a la detección de fallas al tener una IMU secundaria para redundancia. Para aplicaciones basadas en computadora, el QDrone 2, al igual que el QCar, utiliza Intel RealSense para imágenes RGB y de profundidad; además, cuenta con cámaras a ambos lados y en la parte posterior para permitir una visión de 360 ​​grados del entorno. La visión de 360 ​​grados junto con una cámara que mira hacia abajo aumenta la calidad de las aplicaciones basadas en la visión, como el reconocimiento y mapeo de objetos, para volar usando marcadores o características conocidas en el entorno. Un sensor de altura de tiempo de vuelo y una medición de flujo óptico le permiten controlar la altura del QDrone 2 y estimar las tasas de pose planas en función de las características en el suelo.

 

 

Finalmente, hablemos de la flexibilidad del sistema. Dado que se ejecuta con Ubuntu, podemos implementar rápidamente herramientas populares y relevantes que existen hoy en día para plataformas robóticas en el QDrone 2. Nuestro sistema, como la mayoría de las plataformas robóticas basadas en Linux, es compatible con Python, ROS y C++. El rendimiento en tiempo real del QDrone 2 es posible gracias a QUARC , que es el software en tiempo real de Quanser. Al tener compatibilidad con MATLAB/Simulink, el código se puede compilar y ejecutar directamente en el QDrone 2 mientras supervisa su rendimiento desde otra computadora sin ninguna dificultad. ¡Tampoco te preocupes por empezar con el QDrone 2! Proporcionamos ejemplos completos en MATLAB/Simulink para vuelo autónomo que puede modificar fácilmente según sus necesidades de espacio e investigación.

Investigación

Usando nuestro código Simulink totalmente personalizable que proporcionamos con nuestros productos, tenemos QDrone 2 flotando en el espacio mientras usamos Python para acceder a nuestras cámaras y TensorRT para realizar el reconocimiento de objetos en el espacio que lo rodea. 

 El QDrone original se jactó de la resistencia al impacto, fue excelente para la investigación de la estabilidad de vuelo, la optimización de recursos y la planificación de rutas. QDrone 2 se ha expandido aún más en eso. El paquete actualizado de computadoras y sensores ahora le permite realizar investigaciones aún más complejas. Por ejemplo, la investigación de la industria 4.0 podría incluir inspecciones de máquinas utilizando imágenes RGB, así como redes de múltiples vehículos y colaboración de vehículos terrestres y aéreos.

Tamaño

Aunque he hablado sobre los beneficios de QDrone 2, es posible que también te preguntes sobre su tamaño. Con una diagonal aproximada de 60 cm, es más grande que el típico dron de hobby. Este tamaño es el que le permite tener un ordenador tan potente en su interior. Imagina la diferencia de capacidades entre un pequeño juguete RC como el del video y un QDrone 2, totalmente equipado para la investigación.

Esto no significa que los drones pequeños sean malos, son excelentes para la investigación de localización de enjambres. Sin embargo, los drones más pequeños tienden a no tener poder de cómputo y requieren una computadora externa o un joystick para usarlos. Con su tamaño más grande, QDrone 2 puede realizar todos los cálculos directamente a bordo. Su poder computacional abre la puerta a aplicaciones de investigación más complejas fuera de la planificación de rutas y enjambres heterogéneos. Su mayor tamaño le permite transportar cargas útiles de hasta 300 gramos para diferentes aplicaciones. Esto podría variar desde montar sensores adicionales usando su IO programable hasta usarlo para investigar la transferencia y entrega de carga útil. Como se mencionó, este no es solo otro dron que puede volar, es una computadora voladora. Si tuvieras una computadora voladora, ¿qué harías con ella?

 

 

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Jacqueline Vicarte
Ejecutivo Quanser
jvicarte@multion.com

+52 (55) 55494050 Ext.