一、概述
1、ArduSub 简介
ArduSub 是一种先进的开源 ROV / AUV 控制系统。
2、概述
ArduSub 是海底机器人的完整开源控制器解决方案,提供远程操作控制(通
过多种智能潜水模式)和执行完全自主的任务。
作为 DroneCode 软件平台的一部分,它与地面控制站软件无缝配合,可以监
测水下航行器遥测并执行强大的任务规划活动。 它还受益于 DroneCode 平台的
其他部分,包括模拟器,日志分析工具和用于水下航行器管理和控制的更高级
API。
ArduSub 在海洋机器人的尖端,旨在那些想要尝试先进的技术,尖端的软件
和新的能力的人。 它可以用于许多不同类型的水下车辆,包括若干配置的 ROV。
3、主要特点
反馈控制和稳定性:基于多轴自动驾驶仪系统,ArduSub 控制器具有精确的
反馈控制,以主动维持方向;
深度保持:使用基于压力的深度传感器,ArduSub 控制器可以保持深度在几
厘米内;
航向保持:默认情况下,ArduSub 控制系统在不指令转弯时自动保持其航向;
摄像机倾斜:通过操纵杆或游戏手柄控制器与伺服或云台电机的摄像机倾斜
控制;
灯光控制:通过操纵杆或游戏手柄控制器控制海底照明;
无需编程:ArduSub 控制器适用于各种 ROV 配置,无需任何自定义编程。 大
多数参数可以通过地面控制站轻松更改。
4、需求配置
同许多 ArduSub 控制器兼容的硬件和水下航行器的潜在组合。 以下是一个
简短的摘要列表:
支持 ROV 与推进器和速度控制器;
自动驾驶仪控制器,如 3DR PixHawk;
通过串行或以太网进行通信的缆线;
安装了 QGroundControl 的便携式计算机
USB 游戏手柄或操纵杆控制器(示例)
用于深度测量的压力传感器(示例)
5、ROV
ArduSub 兼容许多不同的结构的 ROV。 请参阅此处查看主动支持的框架列
表。
6、硬件控制器
与 DroneCode 兼容,ArduSub 控制器可用于许多不同的硬件选项。 它主要
在 3D Robotics 的 PixHawk 上开发和支持,但也支持其他硬件:
PixHawk 的 3D 机器人;
PixRacer *的 AUAV;
Navio + / Navio2 的 Emlid;
Erle Brain,PXFmini *的 Erle Robotics
BBBmini
shield for BeagleBone Black
这些选项具有 8 个或更少的 PWM 输出,并且可能不支持所有 ArduSub 帧类型
7、缆线和缆线接口
ArduSub 与串行和以太网通信接口兼容。 所使用的硬件自动驾驶仪必须支
持您选择的选项。 Pixhawk 只支持串行连接,但可以通过配套计算机连接到以
太网。 其他自动驾驶仪本机支持以太网。
有几个可用的 tether 接口板与 ArduSub 很好地工作:
蓝色机器人 Fathom-S 缆线接口提供模拟视频和一个串行端口,用于与自动
驾驶仪进行直接通信;
蓝色机器人 Fathom-X Tether 接口提供以太网连接,并需要具有以太网支持
的设备;
也可以使用直接以太网连接,并且还需要具有以太网支持的设备。
8、航行控制器和地面控制站
ArduSub 软件主要用于通过 QGroundControl(QGC)进行接口,QGC 是一个
开放源代码的跨平台用户界面,用于所有类型的无人机。 该接口通过缆线连接
到 ArduSub 控制器,并显示水下航行器状态信息,并允许更新参数和设置。
最重要的是,QGC 与用于命令航行器的操纵杆或游戏板控制器接口。 它与
大多数 USB 操纵杆兼容。 有几个几个推荐的操纵杆:
Xbox 360 / Xbox One 控制器,带无线 USB 连接;
Logitech f310(有线)和 Logitech f710(无线)游戏手柄。
如果使用基于以太网的缆线接口和基于计算机的自动驾驶仪,则流视频可以
直接在 QGC 中显示。
9、支持的推进器布局样式
ArduSub 包括一个高级电机库,可以配置任何配置的电机。 该库用于实现
多个支持的框架配置。 所有配置从自顶向下视图显示。 目前支持:
请看这里如果你想添加自己的配置。
10、传感器和执行器
除了标准的板载传感器(IMU,罗盘),ArduSub 控制器直接支持多个外部
传感器,包括:
用于测量和自动深度保持的压力/深度传感器(示例);
GPS 位置传感器(在水下不工作)。
其他传感器,特别是高带宽和专用传感器被集成为伴随传感器,连接到伴随
计算机并且与 ArduSub 并行并且共享通信路径。 这允许快速集成新的和唯一的
有效负载,并允许您使用制造商的用户界面来控制传感器。
传感器集成仍处于早期阶段,但最终将包括传感器,例如:
深度探测器
扫描声纳
电导率传感器
控制器可以命令可调光灯,并且可以配置为控制标准伺服以及附加功能。
11、应用
ArduSub 提供了从简单的观察级 ROV 到复杂的研究级 ROV 的各种应用所需的
功能。 以下是 ArduSub 驱动的 ROV 可用于以下应用程序的简短列表:
观察和探索;
残骸发现和记录;
摄影和摄像;
船舶和设备检查;
生物取样和测量;
水下检索;
学术和研究项目;
ROV 和 AUV 比赛。