logo

RCSTV.RU

Форум Ставропольских моделистов

  • Вы не вошли.

Объявления

#1 Фев. 1, 2020 18:22:08

Userpc1010
Зарегистрирован: 2018-05-06
Сообщения: 80
Репутация: +  0  -
Профиль  
Отправить e-mail  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

В место введения:
Это статья по созданию самодельного автопилота для БПЛА на современной элементной базе. Самодельный автопилот создавался чтобы лучше разобраться в теме АСУ транспортными средствами, а также реализации каких-либо уникальных возможностей которых нет в других готовых АП может также пригодится, например, для преодоление зон глушения сигнала, создании своих систем автономного полёта (по уникальному алгоритму) или под уникальный планер. В общем основным плюсом самодельного АП является его невероятная гибкость, открытый исходный код и цена. Надеюсь кто-то сможет разобраться в материале и коде что-бы создать на его основе свой уникальный проект, единственная просьба если вы используете данное ПО не оставаться безучастным и также вносить посильный вклад в развитие проекта (вносить исправления или хотя бы писать об ошибках).

Разработка АСУ осуществляется в интерактивной среде разработчика QT Creator поскольку данная среда позволяет работать по условно бесплатной лицензии, а также обладает кроссплатформенным ядром, что позволяет простой перекомпилировать ПО при переносе на другую платформу, например, на Linux.

Начну со структуры АСУ:

Управление БПЛА осуществляется с ноутбука (или любого другого устройства с ОС Win/Lin), с помощью программы неземной станции управления (НСУ) MapGraphics - это интерактивная спутниковая карта позволяет осуществлять полёт по маршруту (точкам) или в режиме ручного управления с помощью кнопок на клавиатуре ноутбука, а также принимает телеметрию о полёте. Сигналы управления предаются с помощью TCP сервера, что позволяет использовать любой Ethernet совместимый радио модуль, например, Wi-Fi. Сама программа просмотра спутниковой карты не моя она получена отсюда: https://github.com/raptorswing/MapGraphics [github.com] была приведена в рабочий вид и доработана для использования в АСУ.
Сигналы управления от интерактивной спутниковой карты принимает ядро АСУ, данное ПО производит основной расчёт направления движения по сигналам от спутниковой карты и предаёт его на микроконтроллер в ивде структуры данных состоящей из 5 основных параметров направления (азимут), высота, угол атаки, тип точки (взлёт посадка) и наличии вращения вокруг точки (например, в конце маршрута). Ядро работает с такими модулями как GPS Ublox Neo M8N для получения курса, широты и долготы полёта и GSM модема для поиска БПЛА при посадке (например, в высокую траву). Ядро вычисляется на одноплатном компьютере (бортовом компьютере) ASUS TinkerBoard в прочем возможно использовать и Raspberry PI.
ПО микроконтроллера отвечает за стабилизацию БПЛА в воздухе, а также движение по заданному курсу и высоте полёта для этого используется IMU датчик гироскоп+акселерометр+магнитометр BNO 055 (ранее MPU 9250 с фильтром Маджевика), барометр BMP 280 и сонар для получения вертикальной скорости при посадке и нахождении земли. В качестве самого микроконтроллера используется Arduino DUE это 32х разрядный ARM Cortex M3 84МГц.



Теперь более подробно:

Графический интерфейс MapGraphics - Это обозреватель со спутниковыми снимками ESRI (аналог яндекс карт), на снимки накладывается сетка содержащаяя координаты широты, долготы и по этим координатам, и осуществляется движение. Координаты хранятся в памяти БПЛА в виде структур данных точек, каждая точка содержит следующие параметры: широту, долготу, высоту, угол атаки, тип точки, радиус точки, радиус круга (вращения вокруг точки). Точки отображаются на карте в виде маркеров существует 4 типа маркеров-точек:
Точка мгновенного премещения - когда БПЛА летит в указанное место и по достижению координата вращается по кругу.
Маршрутная точка - когда БПЛА летит в точку и по её достижению загружает из памяти следующую по достижению всех точек также начинает летать по кругу.
Точка местонахождения БПЛА на карте.
Точка для поиска БПЛА по координатам широты и долготы.

Параметры: высоты , угола атаки, типа точки, радиуса точки, радиуса круга точки получают из графического интерфейса (Text box) расположенных напротив своих названий, после установки точки на карту ей автоматически присваиваются значения в этих полях, изменяя эти значения каждый раз перед установкой новой точки можно составить маршрут полёта и загрузить его в БПЛА с помощью соответствующей кнопки, ограничение на количество точек как такого нет оно определяется только количеством ОЗУ бортового компьютера. Кнопка в стоп, начинает вращение вокруг текущего местоположения, а кнопка вернутся позволяет продолжить движение после остановки либо мгновенного перемещения. Кнопка калибровка передаёт команду микроконтроллеру о сохранение текущих параметров автокалибровки BNO055 в ПЗУ (У DUE нет своей ПЗУ используется внешняя I2C 24C16) а кнопка перекалибровка перезагружает датчик для применения этих параметров, но подробнее об этом в части ПО микроконтроллера.

В нижней части расположен (check box) предохранителя “Ручное” от случайного нажатия на карте маркера мгновенного перемещения, “Отладка” не использующейся в данный момент и “кнопки” для управления с помощью клавиш: “ADWS” а также ползунок для управления тягой двигателя (который можно регулировать колесом мышки для удобства).


Режим ручного управления эксперементальный режим управления копирующий управление самолётом из компьютерных игр, в данном режиме углы тонгажа крена и рысканья ограничены +/- 30 для тогажа, +/- 45 для крена, +/- 10 для рысканья при нажатии клавиши W БПЛА немедленно изменяет свой тонгаж на -30 а при отпускании возвращается на 0 аналогично S задаёт значение тонгажу +30 и при отпускании обратно, аналогично и все остальные кнопки. Важно заметить что значения от клавиш поступают на рули не напрямую а через закон управления (по сути ПИД регулятор хотя и не совсем обычный) это позволяет гарантировать удержание заданного угла в полёте. Данный режим планируется для использования с FPV оборудованием что-бы сделать полёт похожим на геимплей игры.

Поиск по координатам широты и долготы позволяет отобразить на карте положение самолёта в случае потери сигнала Wi-fi для этого необходимо набрать номер установленной в БПЛА сим карты после чего произойдёт сброс вызова и на телефон придут координаты самолёта, после чего их можно записать в соотвествующие поля в интефейсе карты и маркер отобразит местоположение самолёта.




Ссылка на исходники. [yadi.sk]

Отредактировано Userpc1010 (Фев. 11, 2020 19:57:36)

Офлайн

#2 Фев. 1, 2020 18:22:32

Userpc1010
Зарегистрирован: 2018-05-06
Сообщения: 80
Репутация: +  0  -
Профиль  
Отправить e-mail  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

АСУ установленная в MiniTalon общий вид:



БРЭО:



Отредактировано Userpc1010 (Фев. 11, 2020 16:47:07)

Офлайн

#3 Апрель 15, 2020 17:43:40

Userpc1010
Зарегистрирован: 2018-05-06
Сообщения: 80
Репутация: +  0  -
Профиль  
Отправить e-mail  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

Неудачный тест полёта по маршруту, неожиданно сильный ветер унес самолёт в результате чего он застрял на ветках а потом упал вниз. В результате блокировки винта мотор и регулятор вышли из строя начали переплавлять корпус т.к. работали на полную мощность. Аккумуляторы вздулись из-за перегрузки по току. В остальном всё цело АСУ работает:

[b.radikal.ru]

[a.radikal.ru]

[b.radikal.ru]

[a.radikal.ru]

[c.radikal.ru]

[b.radikal.ru]

[b.radikal.ru]

Интересно, что отвалилась моторама от планера (точнее отплавилась) но силиконовое крепление двигателя-виброразвязка выдержало и удар винта и температуру. Подобный тест случайно я провёл уже 2й раз (1 раз винт притянул с пола и разрубил мой смартфон который мерил вибрации рама лопнула но крепление осталось целое) следовательно данный способ крепления довольно надёжен в плане прочности и температурных нагрузок + уменьшает вибрации. А вот радиатор не смог спасти регулятор хотя он был очень массивный в прочем остановка двигателя = КЗ а регулятор был всего на 40А и судя по оплавлениям ещё работал и плавил пенопласт пока не сели батареи.

[a.radikal.ru]

Отредактировано Userpc1010 (Апрель 15, 2020 20:50:05)

Офлайн

#4 Апрель 15, 2020 19:02:24

root
Евгений
Из: Ставрополь
Зарегистрирован: 2011-09-27
Сообщения: 2327
Репутация: +  13  -
Профиль  
Отправить e-mail  
О себе  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

Не обязательно фото выкладывать на внеший ресурс, под редактором сообщений есть прикрепить файлы и фотографии.

Можете по упражнятся в тестовой ветке форума, так же поддерживаются и видеофайлы.

С шифтом можно выбрать сразу пачку фотографий и загрузить их разом.

Единственно пока идет загрузка файлов не нужно редактировать текст сообщений т.к. загрузчик вставляет в текст сообщения ID файлов.

Офлайн

#5 Апрель 15, 2020 20:45:00

Userpc1010
Зарегистрирован: 2018-05-06
Сообщения: 80
Репутация: +  0  -
Профиль  
Отправить e-mail  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

У меня загрузчик не работает после запуска Flash включается плагин я нажимаю загрузить (меняется на подождите) и ничего не происходит. Раньше работал и индикатор загрузки показывал загрузку а потом создовал ссылку а сейчас нет.

Отредактировано Userpc1010 (Апрель 15, 2020 20:47:01)

Офлайн

#6 Апрель 16, 2020 09:42:27

Vikto50
Зарегистрирован: 2011-10-09
Сообщения: 1805
Репутация: +  3  -
Профиль  
Отправить e-mail  
О себе  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

Радикалом не советую пользоваться для хранения фотографий.Через пять лет их снесут.


Ремонт бытовой и промышленной электроники.

Офлайн

#7 Апрель 16, 2020 15:34:28

Userpc1010
Зарегистрирован: 2018-05-06
Сообщения: 80
Репутация: +  0  -
Профиль  
Отправить e-mail  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

Vikto50
Радикалом не советую пользоваться для хранения фотографий.Через пять лет их снесут.
Через 5 лет может и нас снесут.

Офлайн

#8 Апрель 17, 2020 09:49:13

Vikto50
Зарегистрирован: 2011-10-09
Сообщения: 1805
Репутация: +  3  -
Профиль  
Отправить e-mail  
О себе  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

У меня все фото на forum rcdisign не читаются .Пользователи жалуются.Там нет способа ,как на нашем сайте ,прикрепления фотографий ,что конечно удивительно.Похоже наш сайт в этом отношении очень продвинутый.Большой респект Админу.


Ремонт бытовой и промышленной электроники.

Отредактировано Vikto50 (Апрель 19, 2020 09:52:37)

Офлайн

#9 Апрель 17, 2020 18:23:08

root
Евгений
Из: Ставрополь
Зарегистрирован: 2011-09-27
Сообщения: 2327
Репутация: +  13  -
Профиль  
Отправить e-mail  
О себе  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

Userpc1010
У меня загрузчик не работает после запуска Flash включается плагин я нажимаю загрузить (меняется на подождите) и ничего не происходит. Раньше работал и индикатор загрузки показывал загрузку а потом создовал ссылку а сейчас нет.
Вы не тем пользуетесь.
Я же написал, под редактором сообщений раздел “Прикрепить файлы и фотографии” кнопка “выбрать файлы” - загружайте с помошью нее, она теперь сама разбирается что вы загружаете и вставляет в зависимости от типа.

Офлайн

#10 Апрель 29, 2020 01:57:49

Userpc1010
Зарегистрирован: 2018-05-06
Сообщения: 80
Репутация: +  0  -
Профиль  
Отправить e-mail  

Автопилот для БПЛА самолётного типа.

Оказалось регулятор и мотор всётаки работаю в двигателе было замыкание из-за оплавления провода, регулятор прозвонил ничего пробитого нет в итоге востановил двигатель подключил к регулятору и всё работает видимо радиатор всётаки его спас. Аккумуляторы также спустились почти приняли прежднюю форму. Но вот двигатель, эмалерованный провод двигателя из-за температурной перегрузки потемнел, статор стал гораздо сильнее притягиватся к ротору вероятно при блокировке он перемагнитился можно-ли пользоватся таким двигателем?

Офлайн

Друзья сайта

  • www.vipatovo.ru - Ипатовский информационный портал
  • www.rc-box.ru - Красноярский форум моделистов.
  • rcmarket.su - Интернет магазин радиоуправляемых моделей.

Board footer

Модераторировать

Powered by DjangoBB

Lo-Fi Version