Pixhawk ist bekannt als eine professionelle Software für UAV Drohnen. Nicht so bekannt aber durchaus gangbar ist, die Verwendung dieser Software für bodengebundene UGV-Systeme. Für Pixhawk sind neben Modulen für Drohnen, auch Module für Schiffe, Flugzeuge, Rover und weitere verfügbar. Die Funktionen für UGV Systeme sind im Modul namens Rover abgebildet. Um diese Software auf unseren mobilen Robotern im vollen Umfang verfügbar zu haben, wurde das Projekt Cu-Pixhawk-Rover gestartet. Innerhalb dieses Projekts wurde ein modularer Aufbau für Pixhawk und dessen Steuerung entwickelt, der auf unsere Fahrzeuge passt. Der Aufbau umfasst Steuerung, Funk und Videoübertragung sowie eine Reihe von Erweiterungen für GPS und mögliche Sensoren.

Als Ergebnis entstand ein modularer Steuerungsaufbau mit HD Videoübertragung.

Evaluierung

Das Projekt ist ursprünglich nicht als Pixhawk-Studie gestartet. Bevor der Aufbau entworfen und umgesetzt wurde, standen schlicht nur entsprechende Anforderungen im Raum.
Gesucht wurde eine modulare und freie Steuerungslösung mit folgenden Features.

1. mit Missionsplanung
2. mit GPS-Wegpunktnavigation
3. offene Schnittstellen
4. offenen Hardware-Standards

Zudem eine entsprechende Steuerungshardware mit folgenden Features.

1. Power Management
2. Gyro-Funktionen
3. GPS-Funktionen
4. HD-Videoübertragung
5. Hardware Bildstabilisierung

Abgleitet von Erfahrungen aus ähnlichen Projekten kamen noch folgende Punkte hinzu.

1. gute Verfügbarkeit
2. gute Support-Plattformen
3. bewährte Technik

Dies wurde mit der Pixhawk-Steuerungslösung und deren Soft- und Hardware-Anbietern gefunden.

Aufbau

Der Aufbau umfasst die Elektronik-Integration der Elektronik und deren Adaptierung.

Elektronik

Der Name Pixhawk steht für Software die eine Reihe Hersteller bzw. deren Elektronik unterstützt. Für den Aufbau wurde überwiegend die Elektronik von HEX eingesetzt. Peripher sind zudem Elektroniken der Hersteller Holybro und Tarot verbaut.
Die Liste der Komponenten des Cu-Pixhawk-Rover.

1. HEX Cube (Pixhawk 2.1)
2. HEX HereLink
3. Holybro Pixhawk PX4 Power Management Board
4. HEX Here+ GPS
5. HEX Here+ RTK GNSS
6. Tarot Gimbal-Elektronik

Um die Schnittstellen zum Fahrzeug zu glätten, wurden zudem eigene Elektroniken verwendet.

Kamera

Als Kamera zur Bildübertragung wurden verschiedene Kameramodelle getestet und adaptiert. Die Liste der verwendeten Kameras.

1. GoPro 4, 6 und 7
2. Foxeer Box2
3. Hawkeye Firefly split 4k
4. Firefly Q6

Software

Als Software wurde Pixhawk Modul Rover, Ardupilot und die Herelink-Software eingesetzt. Die Steuerungskonfiguration ist komplex aber insgesamt einfach durchführbar.

In der Praxis

Ein mobiler Roboter mit dem Pixhawk-Aufbau kann mittels der verbauten HD-Videoübertragung auch in FPV gefahren werden. Die Reichweite ist misst sich, je nach Einsatz-Gebiet und Hintergrund, in Kilometern.
Die Bedienung ist intuitiv und macht, vielleicht auch weil parallelen zu einem Videospiel bestehen, sogar Spaß. Dies führt leider manchmal dazu, dass der Roboter beim Kunden auf dem Dach zum liegen kommt. In einer Folgeversion des Aufbaus ist daher zusätzlich ggf. ein Überrollbügel in Planung.

Die auf einem 4-Rad Fahrzeug getestete die Wegpunktnavigation funktionierte nach einer Trimmung der Motoransteuerung reibungslos. Dieses Feature ist somit eine Option aber bei der derzeitigen Verwendung kein Thema.