- Настройка INAV ver.2.5 для полета по точкам на самолете. Только с GPS. С GPS, баро и компасом

Настройка INAV ver.2.5 для полета по точкам на самолете. Только с GPS. С GPS, баро и компасом

Практика для студентов. Мясищев А.А.

Видео демонстрация здесь

На рисунке 1 представлена фотография самолета с прямоугольным крылом для которого приведены настройки прошивки INAV ver.2.5.0 с использованием полетного контроллера OMNIBUSF4V3.

Рис.1. Фото экспериментального самолета

Размах крыла ~1000мм

Длина фюзеляжа ~800мм

Мотор А2212/13Т 1000KV

ESC регулятор 30А

Пропеллер 12х4.5 дюйма

GPS приемник - модуль GY-NEO6MV2 - GPS приемника u-blox NEO-6M

Аппаратура управления - FlySky FS-i6

Полетный контроллер - OMNIBUSF4V3 на базе микроконтроллера STM32F405 LQFP64 (168Mhz, 1M Flash, 192kB SRAM) с встроенным гироскопом, акселерометром MPU6000 и барометром BMP280

Используемый аккумулятор - 1800mAh час на 11.1 В. Полетное время с таким аккумулятором составило не менее 10 минут.

Полетный вес ~800 грамм.

Пишущая видеокамера - Firefly q6

Тестировались режимы NAV LAUNCH, NAV ALTHOLD, NAV RTH, NAV POSHOLD, NAV WP, NAV FAILSAFE при отключении аппаратуры. Предполагаемое использование - бюджетный видео разведчик.

Схема соединения электронных компонентов представлена на рисунке 2. Сервоприводы элеронов крыла, рулей высоты и направления должны быть подключены к отдельному источнику питания на 5В. Полетный контроллер, приемник управления, GPS приемник подключены к другому источнику на 5В, интегрированному с ESC регулятором мотора.

Рис.2. Схема соединения электронных компонентов

Далее представлены вкладки конфигуратора INAV с установленными параметрами для этого самолета.

1.Вкладка Mixer

2. Вкладка Calibration. Здесь выполняется калибровка акселерометра по схеме, представленной в папке.

3.Вкладка Outputs.

4. Вкладка Ports. Здесь на 6-м порту устанавливается GPS со скоростью 38400 Бит/с.

5. Вкладка Configuration. Представлены только нужные параметры. Используется гироскоп, акселерометр, GPS. Стрелка направления на полетном контроллере совпадает с направлением полета.

6. Вкладка Failsafe. Для правильной работы Failsafe на аппаратуре FlySky FS-i6 во вкладке CLI необходимо ввести команду: set rx_min_usec = 940. Далее команду save

Для работы по параметрам этой вкладки предварительно настраивается приемник Flysky FS-iA6 так, чтобы при выключении пульта управления он посылал на полетный контроллер по каналу throttle (3-й канал газ) импульс длинной 900 мкс. Настройка приемника по ссылке.

7. Вкладка PID tuning. Для рассматриваемого самолета установлены ПИДы, представленные в этой вкладке.

8. Вкладка Advanced tuning. Установлен режим полета Cruise. В этом случае полетный контроллер постоянно считывает координаты с GPS приемника. Скорость полета по точкам установлена 10м/с. При подлете к точке старта самолет будет описывать круги радиусом 50м без посадки.

9. Вкладка Receiver. Устанавливается протокол, с которым работает приемник - PPM и проверяется правильность работы каналов.

10. Вкладка Modes. Здесь устанавливаются на переключателях пульта управления режимы полета самолета.

11. Вкладка Mission Control.

Здесь производится выбор участка карты. Должен быть доступ к Интернет. Указываются нажатием клавишей мышки путевые точки. Каждая путевая точка после второго нажатия на нее мышкой высвечивает свои координаты с параметрами высоты пролета над ней и скоростью. Эти значения необходимо отредактировать. Если необходимо вернуться в точку старта ставится галочка на RTH at the end of the mission. Однако вместо посадки самолет будет кружить над точкой старта с радиусом 50 метров. Это указано в параметре Loiter radius во вкладке Advanced tuning. Сформированный маршрут записывается командами Save mission to FC и Save Eeprom mission. Полет по точкам может быть выполнен, если во вкладке Modes будет установлен переключатель на пульте радиоуправления в полетный режим NAV WP.

Точка, в которую возвращается самолет после завершения миссии на карте не отображается. Эта точка соответствует точке запуска, которая может находиться в любом месте. Последовательность пролетаемых точек самолетом соответствует последовательности формирования точек на карте.

Важно. При отключении полетного контроллера от батареи миссия теряется. Если после включения миссию не загрузить с EEPROM памяти в полетный контроллер, то самолет не будет выполнять автоматический полет по траектории после установке переключателя на пульте управления в режим NAV WP. Поэтому после подключения батареи на пульте управления необходимо выполнить перемещение стиков, как на рисунке 3 для выполнения процедуры Load waypoint mission. После этого можно выполнять Arming самолета и взлетать с последующим переключением режима полета в положение NAV WP.

Рис.3. Команды пульта управления

Важно! После загрузки миссии Arming выполниться только в том случае, если расстояние от точки запуска коптера до первой путевой точки будет меньше, чем указано в параметре nav_wp_safe_distance = 10000 (100метров по умолчанию).

Важно! Параметр nav_wp_radius = 100 в сантиметрах по умолчанию определяет расстояние до заданной путевой точки, чтобы принять ее как достигнутую. Это для квадрокоптера. Для самолета этот параметр необходимо увеличить, потому что маловероятно попасть самолету в путевую точку с точностью 100см. Обычно для самолета устанавливают 1000-3000 см. Это связано с медлительностью приемника GPS(принимает координаты 5 раз в секунду), высокой скоростью самолета и отклонением от траектории. В работе во вкладке CLI выполнена команда set nav_wp_radius = 1500 . Например, если скорость самолета 1000см/с, он будет предположительно находиться в районе путевой точки в течении 3 секунд при условии точного следования по маршруту. GPS приемник за это время сумеет 15 раз принять координаты самолета. Этого достаточно для выполнения команды смены маршрута полетным контроллером. Если самолет, например из-за ветра отклониться от маршрута и не попадет в точку диаметром 30метров, то он опишет дугу и вернется для повторного прохождения точки пока в нее не попадет.

12. Вкладка Blackbox(Черный ящик). Если в полетном контроллере установлена MicroSD карточка, то после Arming будут записываться все параметры полета. Параметр Portion of flight loop iterations to log (logging rate) определяет частоту записи в LOG - файл. Например 1/2 (50%) означает, что данные записываются один раз за два цикла процессора. Полученные записи будут использованы для определения соответствия реальной траектории, скорости полета с установленной в полетном контроллере. Реальная траектория, скорость, пройденный путь записывается во время полета на MicroSD по показаниям GPS приемника.

Здесь можно посмотреть на запись полета с камеры Firefly q6, установленной на крыле самолета. Длина маршрута около 650 метров с точкой взлета. Демонстрируется прохождение по маршруту 2 раза. В конце маршрута самолет делает круги над точкой взлета радиусом 50м. Первые 3 рисунка - это самолет, маршрутные точки на карте конфигуратора, снимок местности со спутника(карты google). Далее взлет в ручном режиме, полет по точкам в автоматическом режиме и посадка в ручном режиме.

Рассмотрим реальную траекторию полета самолета, скорость, прохождение контрольных точек, длину пройденного пути, что также было визуально зафиксировано камерой в процессе полета. Для этого необходимо воспользоваться LOG-файлами, созданными полетным контроллером на MicroSD карте по показаниям GPS приемника. Просмотр траектории, скорости, высоты полета выполнен с помощью сервиса

Google Earth Pro. Однако для создания трека этой программой необходимо преобразование файла LOG00009.TXT в файл LOG00009.01.gps.gpx. Для этого можно воспользоваться инструментарием, находящемся на сайте https://github.com/cleanflight/blackbox-tools/releases/tag/v0.4.3. От туда копируется файл blackbox-tools-0.4.3-windows.zip и распаковывается. В созданном каталоге появляется файл blackbox_decode.exe. Из каталога, где находится файл LOG00009.TXT мышкой с нажатой правой кнопкой он переносится в каталог с программой blackbox_decode.exe прямо на эту программу. После отжатия клавиши мышки в каталоге с файлом LOG00009.TXT появляется файл LOG00009.01.gps.gpx, который используется сервисом Google Earth Pro для получения действительной траектории полета. Запуск программы показан на рисунке 4.