что такое imu в квадрокоптере
IMU калибровка
аппарат phantom 3 standart
По IMU возникают постоянные проблемы при запуске практически везде, кроме чистого поля без ЛЭП.
Даже со своего участка за городом не могу запустить его, пишет ошибку. Рестарт не помогает.
Неужели он такой чувствительный?? Как же тогда в городе видео снимают? Ведь летит он у людей
Заранее спасибо за совет.
Dmitryfins , У вас выдаёт ошибку IMU или компаса? Калибровку IMU проводили? Только вот это делать лучше вдали от источников помех и железобетонных конструкций, т.е. условно в чистом поле на ровной поверхности.
Его калибровку не проводил! Как ее сделать?
У меня он был без русской инструкции, по компасу понял как делать: вращение горизонт, вращение вертикаль.
А как IMU подскажете калибровать?
Эта калибровка разовая или перед каждым полетом как компас?
И по городу вопрос, летать то в нем реально на таком дроне?
Повторю калибруйте вдали от источников радио и магнитных помех, железа при калибровке нужно коптер поставить на ровную поверхность и не трогать его до окончания процедуры. Калибровать IMU часто не требуется, в случае только если будет вылазить ошибка. Все в городах как то летают, но всё ближе и ближе от себя. помех стало с развитием wifi и т.п. очень много.
нужно коптер поставить на ровную поверхность
По поводу заполненности эфира: в Нижнем Тагиле очень редко вижу предупреждение о интерференции волн. В основном она возникает в моём городе если пролетать возле сотовой вышки и то очень редко интерференция. В городе от проводов исходит незначительное (малое по размерам) электро-магнитное поле, например, от силовых проводов 220В. Это от ЛЭП, где напряжение составляет несколько тысяч вольт, исходит достаточно мощное электро-магнитное поле, оно может вызвать сбой компаса.
В основном, если ошибка компаса не появляется постоянно, то ошибка может появляться из-за стальных предметов на площадке запуска или в теле оператора при калибровке.
К датчикам IMU относятся гироскоп (определяет ориентацию тела в пространстве) и акселерометр (определяет значение ускорений тела по 3-ём осям), следовательно ошибка IMU может возникнуть если коптер пошевелить, переместить во время включения или из-за достаточно неровной площадки запуска.
Мы пробовали на форуме разобраться относится ли компас к датчикам IMU, да так и не определились с этим. Может кто знает?
Как можно выполнить калибровку IMU в поле, если нужна ровная горизонтальная поверхность? Как обеспечить строгую горизонтальность плоскости под коптером при калибровке вне дома?
Как обеспечить строгую горизонтальность плоскости под коптером при калибровке вне дома?
Кусок фанеры и вот такая штука
Как летать на дроне над водой
Несмотря на то, что полеты над водой на дроне довольно опасны, многие все же рискуют. Уж очень привлекательны морские и речные пейзажи с высоты птичьего полета.
И хоть DJI не одобряют пилотирование коптером над водной гладью, мы вам расскажем, как это сделать максимально безопасно.
Тема пилотирования квадрокоптера над водой довольно обширная, но мы постараемся ее вменяемо сократить и структурировать.
Подготовка к полету
Заранее исследуйте локацию и максимально спланируйте съемку. Как вы будете летать, что вы будете снимать.
Перед выездом на локацию проверьте прогноз погоды через приложение, например UAV Forecast. Оно покажет вам все необходимые данные для полета. Проверяем, чтобы все было заряжено на 100%. Все батареи, пульт и мобильные устройства. Проверяем показания IMU (по-русски означает Инерциальный Измерительный Блок. Этот узел собирает данные об ускорении нашего дрона и об углах его крена и тангажа — с помощью акселерометра и гироскопа) и компаса. Если в последний раз вы летали очень далеко от данного объекта, то нужно обязательно калибровать и то и другое. Очень обидно будет потерять дрон из-за небрежного отношения к этим процедурам.
Полет осуществляем в P-Mode, то есть стандартном режиме по GPS
Никогда не взлетайте с песка – погубите двигатель и подвес камеры. Взлет и посадка только с твердой поверхности или с рук.
Любой дрон можно запустить и поймать руками. Выставляйте правильную высоту возврата. Если преград на пути нет, в большинстве случаев хватит и 30 метров. Коптер минует и небольшие корабли с их мачтами, и всплески от волн, и небольшие скалы.
Не забывайте использовать нейтральные фильтры. Без них очень сложно получить качественную картинку, тем более в кадрах, где есть вода. Всегда сохраняем прямую видимость с дроном. Чем дальше он будет отлетать, тем сильнее вы будете нервничать и потеть. А залетев за очередную скалу и потеряв сигнал коптера, ощущение будет как-будто вас умножили на ноль.
Не взлетайте в сильный ветер. Особенно, если он порывистый. И тем более, если вы собираетесь летать низко. Полеты над водой в таких условиях крайне опасны.
Не летайте слишком низко, там, где есть волны. Если полет планируется ниже 10 метров не над спокойной водной гладью, то перед тем как летать, в течение 10-15 минут понаблюдайте за волнами. Они приходят партиями. Вам полезно будет привыкнуть к этим интервалам, а также необходимо дождаться самой большой партии. Он даст понимание того, чего стоит ожидать от стихии. Оцените как высоту гребней, так и высоту брызг, если планируется полет вдоль скал. Тогда вы поймете на какой высоте полет будет наиболее безопасным.
Если собираетесь летать далеко и высоко, то самое главное, о чем вам стоит помнить – это ветер. Речь идет о морском бризе днем, дующего с моря на сушу и береговом ночью, дующего с суши на море. Но на большой высоте направление этих ветров меняются на противоположные. Эти ветра нельзя недооценивать. Чем выше летаете, тем сильнее потоки. Запомните, что в ветренную погоду нельзя рассчитывать на шкалу остаточного полетного времени, так как полет против ветра она не учитывает. А батарея при таком движении расходуется значительно быстрее.
Вот вам еще небольшой лайфхак. Использование функции “Course Lock” при полете на дальнюю дистанцию не позволит вам дезориентироваться. Вы всегда будете знать, где точка дом.
Опасности
– Избегайте брызг от волн. Это очень коварный убийца любой электроники.
– Избегайте птиц. Эти твари любят атаковать дроны, особенно маленькие.
– Держитесь подальше от объектов, которые могут вызвать сбой в работе компаса или создавать сильные помехи радиоуправлению или видеопередачи. Например, большие корабли и маяки, сотовые вышки.
Нужно ли отключать VPS?
Все последующие советы имеют смысл, если вы летаете ниже 8-10 метров над водой, а также имеются ли на вашем дроне сенсоры.
В большинстве случаев VPS (система визуального позиционирования. Эта технология рассчитывает высоту, отслеживает изменение рисунка поверхности под беспилотником и помогает стабилизировать его в вертикальной и горизонтальной плоскостях) стоит отключать. Особенно на дронах с инфракрасными датчиками высоты. Вода – это крайне неблагоприятная среда для работы всех типов датчиков. Особенно, если она ярко освещена солнцем и бликует. В этом случае она ослепляет и дезориентирует VPS. С включенной позиционной системой дроны частенько начинают себя неадекватно вести, что может привести в том числе и к падению. Они могут неожиданно начать снижаться/подниматься, смещаться в сторону или делать это все одновременно. А ведь учитывая погрешность определения точного местоположения дрона с отключенной VPS только лишь по GPS, которое составляет – полметра по вертикали и полтора метра по горизонтали, можно спокойно и вполне безопасно летать на высотах не ниже одного метра и с отключенной системой позиционирования. Но помните при этом, что GPS показывает высоту относительно точки взлета, а никак не высоту над уровнем моря.
Не обманывайтесь неизменной высотой в приложении, когда вы летите или зависаете. По факту дрон будет немного менять высоту и смещаться. Но приложение вам об этом не скажет, пока это происходит в рамках погрешности работы GPS.
На некоторых моделях дронов VPS все же стоит оставлять включенным. Дроны, обладающие ультразвуковыми сенсорами, по-разному ведут себя над водой различной плотности и освещенности.
Например, опыт полетов над толщей морской воды показывает, что Phantom 4 Pro и Inspire 2 зачастую ведут себя довольно стабильно. Но так будет не всегда.
Над пресной водой есть эксперименты с противоположными результатами. И даже дроны с ультразвуковыми сенсорами ведут себя нестабильно.
Если вам нужен, например, Active Track или вы хотите знать точную высоту в сантиметрах над водой, сперва тестируйте дрон на предмет стабильного зависания и плавных пролетов над водной поверхностью. В нужное время суток и в конкретно нужном вам месте.
Во всех остальных случаях VPS лучше отключать. Ведь самое неприятное в одурманивании этой системой то, что дрон производит корректировки довольно резко и неожиданно. В то время, как он летает по одному лишь GPS, он хоть и рыскает, но делает это плавно. В итоге, исходя из конкретных условий и задач, VPS может быть отключена или включена.
Еще больше новостей и полезной информации вы найдете на наших страницах в социальных сетях:
Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.
Содержание
Введение
Теперь, когда вы выбрали или спроектировали раму БПЛА, выбрали моторы, несущие винты, ESC и батарею, можно приступить к выбору полётного контроллера. Полётный контроллер для мультироторного беспилотного летательного аппарата представляет собой интегральную схему, обычно состоящую из микропроцессора, датчиков и входных/выходных контактов. После распаковки контроллер полёта не знает какой конкретный тип или конфигурацию БПЛА вы используете, поэтому изначально необходимо будет установить определенные параметры в программном обеспечении, после чего заданная конфигурация загружается на борт. Вместо того, чтобы просто сравнивать доступные в настоящее время полётные контроллеры, подход, который мы здесь использовали, перечисляет, какие элементы ПК отвечают за какие функции, а также аспекты, на которые необходимо обратить внимание.
Основной процессор
8051 vs AVR vs PIC vs ARM: Семейство микроконтроллеров составляющее основу большинства современных контроллеров полёта. Arduino основан на AVR (ATmel), и сообщество, похоже, сосредоточено на MultiWii, как на предпочтительном коде. Microchip является основным производителем чипов PIC. Трудно утверждать, что одно лучше другого, всё сводится к тому, что может делать программное обеспечение. ARM (например, STM32) использует 16/32-битную архитектуру, при этом десятки используют 8/16-битные AVR и PIC. Поскольку одноплатные компьютеры становятся все менее и менее дорогостоящими, ожидается появление полётных контроллеров нового поколения, которые могут работать с полноценными операционными системами, такими как Linux, или Android.
ЦП: Обычно их разрядность кратна 8 (8-бит, 16-бит, 32-бит, 64-бит), что в свою очередь указывает на размер первичных регистров в ЦП. Микропроцессоры могут обрабатывать только установленное (максимальное) количество бит в памяти за один раз (такт). Чем больше бит может обработать микропроцессор, тем более точной (и более быстрой) будет обработка. Например, обработка 16-битной переменной на 8-битном процессоре происходит куда медленней, чем на 32-битном. Обратите внимание, что код также должен работать с правильным количеством бит, а на момент написания этой статьи лишь немногие программы используют код, оптимизированный для 32 бит.
Рабочая частота: Частота, на которой работает основной процессор. Также по умолчанию её называют «тактовой частотой». Частота измеряется в герцах (циклов в секунду). Чем выше рабочая частота, тем быстрее процессор может обрабатывать данные.
Программная память/Флэш: Флэш-память — это место, где хранится основной код. Если программа сложная, она может занимать много места. Очевидно, что чем больше память, тем больше информации она может хранить. Память также актуальна при хранении данных в полёте, таких как координаты GPS, планы полёта, автоматическое движение камеры и т.д. Код, загруженный на флэш-память, остается на чипе даже после отключения питания.
SRAM: SRAM расшифровывается как «Статическая память с произвольным доступом» и представляет собой пространство на чипе, которое задействуется при выполнении расчетов. Данные, хранящиеся в оперативной памяти, теряются при отключении питания. Чем выше объём оперативной памяти, тем больше информации будет «легко доступно» для расчетов в любой момент времени.
EEPROM: электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ) обычно используется для хранения информации, которая не изменяется во время полёта, например настройки, в отличие от данных, хранящихся на SRAM, к которым могут относиться показания датчика и т.д.
Дополнительные порты Ввода/Вывода: большинство микроконтроллеров имеют большое количество цифровых и аналоговых портов ввода и вывода, на контроллере полёта некоторые используются под датчики, другие для связи, либо для общего ввода и вывода. К этим дополнительным портам могут быть подключены RC сервоприводы, системы подвеса, зуммеры и многое другое.
Аналого-цифровой преобразователь (A/D converter/АЦП): Если датчики используют бортовое аналоговое напряжение (обычно 0-3.3В или 0-5В), аналого-цифровой преобразователь должен преобразовать эти показания в цифровые данные. Как и в случае с процессором, количество бит, которое может быть обработано АЦП, предопределяет максимальную точность. С этим связана тактовая частота, с которой микропроцессор может считывать данные (количество раз в секунду), чтобы убедиться, что информация не потеряна. Тем не менее, трудно не потерять часть данных во время такого преобразования, поэтому чем выше разрядность АЦП, тем более точными будут показания, но при этом важно, чтобы процессор смог справиться с той скоростью, с которой отправляются данные.
Питание
Часто в спецификации полётного контроллера описываются два диапазона напряжений, первый из которых представляет собой диапазон входного напряжения самого контроллера полёта (большинство работает при номинальном напряжении 5В), а второй — диапазон входного напряжения основного микропроцессора (3.3В или 5В). Поскольку контроллер полёта является встраиваемым устройством, вам необходимо обратить внимание только на входящий диапазон напряжения контроллера. Большинство контроллеров полёта мультироторных БЛА работают при напряжении 5В, так как это напряжение вырабатывает BEC (для получения дополнительной информации см. раздел «Силовая установка»).
Повторим. В идеале не нужно запитывать контроллер полёта отдельно от основной батареи. Единственное исключение — если вам нужна резервная АКБ на случай, когда основная батарея отдаёт столько энергии, что BEC не может вырабатывать достаточно тока/ напряжения, вызывая тем самым отключение питания/сброс. Но, в таком случае вместо резервной батареи часто используют конденсаторы.
Сенсоры
С точки зрения аппаратного обеспечения, контроллер полёта по сути является обычным программируемым микроконтроллером, только со специальными датчиками на борту. Как минимум, контроллер полёта будет включать в себя 3-осевой гироскоп, но без автовыравнивания. Не все контроллеры полёта оснащаются указанными ниже сенсорами, но они также могут включать их комбинацию:
Режимы полёта
Ниже приведён список самых популярных режимов полёта, тем не менее не все из них могут быть доступны в полётных контроллерах. «Режим полёта» — это способ, посредством которого полётный контроллер использует сенсоры и входящие радиокоманды для обеспечения стабилизации и полёта БПЛА. Если используемая аппаратура управления имеет пять и более каналов, пользователь может настроить программное обеспечение, что позволит ему изменять режимы через 5 канал (вспомогательным переключателем) непосредственно во время полёта.
Программное обеспечение
ПИД-регулятор (назначение и настройка)
Proportional Integral Derivate (PID) или Пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор (ПИД) — часть программного обеспечения полётного контроллера, которое считывает данные с сенсоров и вычисляет, как быстро должны вращаться моторы, чтобы сохранить желаемую скорость перемещения БЛА.
Разработчики готовых к полёту БЛА как правило оптимально настраивают параметры ПИД-регулятора, поэтому большинство RTF беспилотников отлично пилотируются прямо из коробки. Чего не скажешь про кастомные сборки БЛА, где актуально использование универсального полётного контроллера подходящего для любой мультироторной сборки, с возможностью регулировки значений PID до тех пор, пока они не будут соответствовать требуемым характеристикам полёта конечного пользователя.
Graphical User Interface (GUI) или Графический интерфейс пользователя — это то, что используется для визуального редактирования кода (при помощи компьютера), который будет загружен в полётный контроллер. Программное обеспечение, поставляемое с контроллерами полёта, продолжает становиться все лучше и лучше; первые контроллеры полёта использовали в основном текстовые интерфейсы, которые требовали, чтобы пользователи понимали почти весь код и меняли определенные разделы в соответствии с проектом. В последнее время в GUI применяются интерактивные графические интерфейсы, с целью облегчить пользователю настройку необходимых параметров.
Дополнительные возможности
Программное обеспечение, используемое на некоторых контроллерах полёта, может иметь дополнительные функции, которые недоступны для других. Выбор конкретного контроллера полёта может в конечном итоге зависеть от того, какие дополнительные функции/функциональные возможности предлагаются разработчиком. В список таких функций могут входить:
Связь
Управление посредством радиосвязи обычно включает в себя RC передатчик/RC transmitter (в беспилотном хобби — радиоаппаратура управления/пульт) и RC приёмник (RC receiver). Для взаимодействия с БПЛА пользователю потребуется как минимум четырёх (и более) канальный RC передатчик. По умолчанию первые четыре канала связаны с:
Все остальные имеющиеся каналы могут быть задействованы для таких действий как:
Большинство пользователей (пилотов БПЛА) предпочитают именно ручное управление, это ещё раз доказывает, что пилотирование при помощи аппаратуры управления по прежнему является выбором номер один. Сам по себе RC приёмник просто передаёт поступающие от RC передатчика значения, а значит не может управлять беспилотником. RC приёмник должен быть подключен к контроллеру полёта, который в свою очередь должен быть запрограммирован для приёма RC сигналов. На рынке очень мало полётных контроллеров, которые принимают входящие радиокоманды от приёмника на прямую, а большинство ПК даже обеспечивают питание приёмника от одного из контактных выводов. Дополнительные соображения при выборе пульта дистанционного управления включают в себя:
Bluetooth и более поздние продукты BLE (Bluetooth Low Energy) изначально предназначались для передачи данных между устройствами без заморочек сопряжения или согласования частот. Некоторые имеющиеся на рынке контроллеры полёта могут отправлять и получать данные по беспроводной связи через соединение Bluetooth, что упрощает поиск неисправностей в полевых условиях.
Управление по Wi-Fi обычно достигается посредством Wi-Fi роутера, компьютера (в том числе ноутбук, десктоп, планшет) или смартфон. Wi-Fi в состоянии справится как с передачей данных, так и с передачей видеопотока, но одновременно с этим эту технологию сложнее настроить/реализовать. Как и для всех Wi-Fi устройств, расстояние удаления ограничено Wi-Fi передатчиком.
Радиочастота (RF или РЧ)
Радиочастотное (РЧ) управление в этом контексте относится к беспроводной передаче данных с компьютера или микроконтроллера на летательный аппарат с использованием РЧ передатчика/Приёмника (или двухполосного приёмопередатчика). Использование обычного радиочастотного блока, подключенного к компьютеру, позволяет осуществлять двухполосную связь на большие расстояния с высокой «плотностью» данных (обычно в последовательном формате).
Хоть это и не тип связи, самого вопроса, как управлять дроном используя смартфон, достаточно, чтобы уделить ему отдельный раздел. Современные смартфоны это по сути мощные компьютеры, которые по случайному совпадению могут также совершать телефонные звонки. Почти все смартфоны имеют встроенный модуль Bluetooth, а также модуль WiFi, каждый из которых используется для управления дроном и/или получения данных и/или видео.
Инфракрасное излучение (Infrared (IR))
Инфракрасная связь (то что можно найти в каждом телевизионном пульте дистанционного управления) редко используется для управления дронами, так как даже в обычных комнатах (не говоря уже об открытом пространстве) присутствует так много инфракрасных помех, что они не очень надёжны. Несмотря на то, что технологию можно использовать для управления БПЛА, не может быть предложена как основной вариант.
Дополнительные соображения
Функциональность: Производители полётных контроллеров, обычно, стараются предоставить как можно больше функций — либо включены по умолчанию, либо приобретаются отдельно в качестве опций/дополнений. Ниже приведены лишь некоторые из множества дополнительных функций, на которые вы, возможно, захотите взглянуть при сравнении контроллеров полёта.
Демпфирование: даже небольшие вибрации в раме, обычно вызываемые несбалансированными несущими винтами и/или моторами, могут быть выявлены встроенным акселерометром, который, в свою очередь, отправит соответствующие сигналы на главный процессор, который предпримет корректирующие действия. Эти незначительные исправления не нужны или не желательны для стабильного полёта, и лучше всего, чтобы контроллер полёта вибрировал как можно меньше. По этой причине между контроллером полёта и рамой часто используются виброгасители/демпферы.
Корпус: защитный корпус вокруг контроллера полёта может помочь в различных ситуациях. Помимо того, что корпус выглядит более эстетично, чем голая печатная плата, корпус часто обеспечивает некоторый уровень защиты элект. элементов, а также дополнительную защиту в случае краша.
Монтаж: Существуют различные способы установки контроллера полёта на раму, и не все контроллеры полёта имеют одинаковые варианты монтажа:
Сообщество: поскольку вы создаете кастомный дрон, участие в онлайн-сообществе может значительно помочь, особенно, если вы столкнулись с проблемами или хотите получить совет. Получение рекомендаций от сообщества или просмотр отзывов пользователей, касательно качества и простоты использования различных контроллеров полёта, может также быть полезным.
Аксессуары: Для полноценного использования продукта, помимо самого контроллера полёта, могут потребоваться сопутствующие элементы (аксессуары или опции). Такие аксессуары могут включать, но не ограничиваются ими: модуль GPS и/или GPS антенна; кабели; монтажные принадлежности; экран (LCD/OLED);
Пример
Итак, учитывая все эти различные сравнительные характеристики, какую информацию вы можете получить о контроллере полёта и что может включать контроллер полета? В качестве примера мы выбрали Quadrino Nano Flight Controller.
Главный процессор
Используемый на борту ATMel ATMega2560 является одним из наиболее мощных Arduino-совместимых чипов ATMel. Хотя он имеет в общей сложности 100 выводов, включая 16 аналогово-цифровых каналов и пять портов SPI, из-за его небольшого размера и предполагаемого использования в качестве контроллера полёта, на плате присутствуют только некоторые из них.
Сенсоры
Quadrino Nano включает микросхему MPU9150 IMU, которая включает в себя 3-осевой гироскоп, 3-осевой акселерометр и 3-осевой магнитометр. Это помогает сделать плату достаточно маленькой, не жертвуя качеством датчика. Барометр MS5611 предоставляет данные о давлении и покрыт кусочком пены. Интегрированный Venus 838FLPx GPS с внешней GPS антенной (в комплекте).
Программное обеспечение
Quadrino Nano был создан специально для использования новейшего программного обеспечения MultiWii (на базе Arduino). Вместо того, чтобы изменять код Arduino напрямую, было создано отдельное, более графическое программное обеспечение.