Search in topic

Полностью автоматический грузовик

Добрый день, уважаемые Форумчане!

Ищу совета по выбору полётного контроллера для автоматического грузовика. Задача очень простая, перенести груз с точки А в точку Б, сбросить его там и вернуться назад. Всё должно быть в автоматическом режиме без участия человека, старт (например в определённое время включается питание и аппарат просыпается), полёт по GPS, сброс, возвращение. Радиус действия пять…семь км.

Что я уже пробовал:

1. Ардупилот. Сам я им не занимался, мой друг пробовал с ним летать. Отзывался как о очень сложном в настройках, капризном и не очень надёжном. Причём при каждом запуске приходится заново настраивать, так что автоматический старт не получается. Открыл я Миссионс планер… миллион настроек. Короче, пока решил поглядеть что-то по проще.
2. Собрал Гексакоптер на NAZA Lite, перепрошив его в V2. В ручном управлении аппарат летает неплохо. Для полёта по точкам нужен как я понимаю Ground Station. Причём из описания я никак не могу понять, сможет ли аппарат летать за пределами связи с этой станцией? Ещё смущает меня то, что вечно возникает ошибка по GPS с требованием её калибрации. Пробовал как то выключить передатчик, типа гексакоптер должен вернуться назад при потере связи. Он, освободивщись от сигнала, радостно рванул куда-то в даль. Я еле успел опять включиться и вырубить ему двигатели, потом снимал в высокого дерева)) Ну и для сброса груза нет отдельного канала. Короче, не могу понять, пригодна ли Наза в принципе для поставленной задачи и есть сомнения в надёжности.
3. Есть в наличии KK Multirotor 5.5. Как я понимаю, там GPSа просто вообще не предусмотренно, чисто контроллер стабилизации. Есть идея взять его или Назу для стабилизации полёта а для подачи управляющих сигналов приделать к ним ардуинчик, к которому подключена GPS-антенна. Ардуинчик должен принимать сигнал со спутников, определять текущее местоположение, азимут до цели и выдавать полётному контроллеру команду типа лететь вперёд и т.д… Не хочется изобретать велосипед, заморачиваться с таким сложным решением. Наверняка есть уже готовы решения.
4. Ещё приобрёл недавно Crius MultiWii SE. Пока с ним не разбирался.

Так что посоветуют знатоки? На чём лучше реализовать автоматический грузовичёк? Чтобы было просто и надёжно?

Среди бюджетных контроллеров такого нет. И не будет. Если Ваш бюджет значительно меньше десятка килоуев, то даже не заморачивайтесь этим.

Чтобы было просто и надёжно?

Пешком или на велосипеде…)

А из не бюджетных что есть?

Из не-бюджетных это человек(или команда) которая сможет сделать железо и настроить и при необходимости адаптировать прошивку и софт.
В том числе и выбрать полетник. Вам только нужно оговорить ТЗ.
Тот же ардупилот как проект имеет платную поддержку пользователей вроде.

Если интересно разобраться самому - то советую ардупилот. Не капризный если железо норм. Открытые исходники (легко что-то поменять по мелочи под себя) но не такой сложный как PX4.

А по части самого аппарата - грузоподьемность / батарейка / ВМГ - прикидывали? А то может контроллер - не самая большая проблема.

Благодарю за совет. Не подумал как-то, что исходник ардупилота открытый. Т.е. получается, я могу выкинуть из программы всё лишнее, оставив лишь необходимое для моей узкой задачи? Программировать то я умею. Как я понимаю, там стоит обыкновенный Атмель и программу можно собирать под Atmel Studio например? Да в принципе и заплатить мог бы за обработку исходника под моё ТЗ. Лично меня вот смущает миллион параметров)) Хотя наверное это будет куда проще, чем городить связку из Ардуино + стабилизатор полёта.

По части механики, летаю пока на этом аппарате, только Назу поставил вместо ардупилота. Батарейка 4S на 6000 мА. Пока дальше особо не задумывался в этом направлении, концентрируюсь на управлении, на полёте по точкам. Если со временем грузоподъёмности не хватит, то буду думать, а пока устраивает что есть.

Как я понимаю, там стоит обыкновенный Атмель и программу можно собирать под Atmel Studio например?

Это уже мёртвое направление. Актуально сейчас на STM32F4 (pixhawk и различные варианты).
По большому счёту, практически всё нужное для вашей задачи в arducopter сейчас есть. Разве что автостарта после включения питания нету. Но это можно реализовать через mavlink с помощью внешней железяки (например arduino + bluetooth).

ardupilot.org/…/common-planning-a-mission-with-way…
ardupilot.org/copter/…/mission-command-list.html#p…

Vehicle flies to the specified location and descends until it senses (using motor output) that the package has reached the ground. The gripper is then released to unload the package. The first column (“Max Desc”) hold the maximum descent (in meters) that the vehicle should descend. If the package has still not reached the ground despite this descent, the package will not be released and the vehicle will advance to the next mission command.

Так, минутку, а что такое STM32F4? Как я понял, глянув поверхностно в Гугль, это 32-х битный микроконтроллер, сидящей на плате, вроде как Атмель в Ардуино? С Ардуинчиками то я работал, с Атмелями на прямую тоже. А с этим пока не доводилось сталкиваться. Но Ардукоптер то вроде на Атмеле? Или есть Ардукоптер на STM32F4?

Но Ардукоптер то вроде на Атмеле?

Давно уже нет. Несколько лет назад arducopter был переведён на новое железо на базе stm32f4. Последняя версия APM на atmel - это 3.2.1 и никаких новых версий под атмел уже не будет.
Все новые интересные “плюшки” - только под pixhawk и совместимые ( ardupilot.org/copter/docs/common-autopilots.html )

Похожая тема раньше обсуждалась. Там еще одна заковыка. После сброса груза коптер превращается в другой коптер. Попробуйте на своем. Может надумано.

А мы делали подобное, давно правда В 2011 году.
Суть была в том, что между контроллером и приемником, ставился ретранслятор. Который и выполнял задачи автоматики. Конечно без всякого ограничения в этом случае, так как полётный контроллер, только выполнял стабилизацию.
Был даже проект визуального зрения, где данные передавались на вычислительную наземную станцию, обрабатывались и шли обратно.

В 2013 году я универ закончил. Проект закрыли, забросили, всё на энтузиазме было в основном. Особенно когда появились полётники массово, с полётом по точкам. Основная проблема была как всегда в imu.
После я коптерную тематику не забросил. Стали летать на микрокоптере. И его штатный file safe мы обошли. Дабы он мог с любого расстояния домой возвращаться и всё бы хорошо, но микрокоптер плохо держит высоту(хотя на последних прошивках этого года с калибровкой баро уже более-менее), поэтому при возврате приходилось его неплохо так подымать. Ардупил очень капризен вообще не советую с ним связываться. naza тоже постоянно глючит, из 7 полётов один два стабильно улёт(зато высоту она держит как прибитая). Но на naza надо тыкать ручки иной раз, да и заморочки у naza с калибровкой компаса в отличие от микрокоптера где один раз за 3 года калибруешь, а аппарат весом кило под 20-25 не просто калибровать каждый раз. А вот А3 так и не пробовали пока. Жаба душит. Но для вашего проекта я бы выбрал либо А3pro с наземной станцией. Либо px4 с допиливанием.

И не надо забывать, что тяжёлый коптер и лёгкий коптер немножко по разному летают.

Не совсем понял про ретранслятор. Ретранслятор - это же просто усилитель сигналов? Как он выполнял роль автоматики? Как я понимаю, эта схема была наподобие той, что я описывал: Ардуино в качестве автоматики + Наза или КК мультикоптер в качестве стабилизатора и драйвера для двигателей?

Кстати, по приведенной выше ссылке есть ряд контроллеров с открытыми исходниками:
Pixhawk
Pixhawk2
Pixracer
Beagle Bone Blue
Erle-Brain
PXFmini RPi Zero Shield
Который из них наиболее подходящий для данной задачи? Pixracer, как я понимаю, под гонки заточен, т.е. для грузовичка он вроде не подходит. Кстати, про капризность Ардупилота 2.6 я тоже наслышан. А как с капризностью нового поколения на STM32F4? Насколько они капризны в настройках и стабильны в полёте?

PX4 - это одна из модефикаций Pixhawk? А вот A3pro что-то и впрямь не дешёвый, гугль его за 1700 Евро предлагает, дороговато пожалуй.

Ретранслятор - это же просто усилитель сигналов? Как он выполнял роль автоматики?

Ретранслятор это не только усилитель. Грубо, он получает сигнал с РУ, обрабатывает по заложенной в него программе и отправляет полетному контроллеру. Вот эта самая заложенная программа и есть автоматика.

Который из них наиболее подходящий для данной задачи?

С точки зрения Вашей задачи, они все одинаковы… Суть их работы примерно такова: в микроконтроллере (STM32 в данном случае) работает ОС реального времени, типа NUTX или QNX, а под ней в виртуальной машине ворочается горбатый код ардупилота. Все отличие от Атмела только в вычислительной мощности и мелких доработках типа драйверов устройств. Капризность ардупилота в основном “заслуга” кривого кода, работающего на кривом железе. Если есть скилл отладки кода или вообще написание такового на ассемблере, а железо на руках приличного качества, то никаких капризов не будет. Так же, не стоит забывать о возможностях сенсоров. Дешевый контроллер = дешевые сенсоры = недостаточная чувствительность, низкая разрешающая способность, шумы и так далее… В том же А3 только гироскопы стОят больше чем наза или пикс начального уровня. Возможно Вам подойдет пикс 2 кубик, но я бы на это не поставил…)
Ну и, собственно, не понятно что Вы называете грузовичком… Какая грузоподъемность нужна аппарату? Одно дело, если Вы 10 кг собираетесь таскать, или даже килограммовую пиццу доставлять, и совсем другое - 100 граммов травки или блок сигарет за “забор” забросить…)
Та хрень, что у Вас на фото сама себя еле таскает, не надо говорить, что это типа грузовик…)

PX4 - это одна из модефикаций Pixhawk?

Нет, это совершенно отдельный проект автопилота, но на том же железе. То есть на Pixhawk можно ставить либо arducopter (APM), либо PX4.
px4.io

Здравствуйте всем!

Поскольку дальнейших предложений не поступает, то оптимальным вариантом выкристализовывается посоветованный в дискуссии Pixhawk на STM32F4. Если уж всё равно придётся погрузиться в прошивку, то лучше изначально учить то, что современно и имеет резервы в вычислительной мощности, чем более старые 2.6
Как я понял, тот же самый Pixhawk может быть разных производителей и отличаться датчиками и “кривизной” железа. А как выбрать тогда правильный? Вот смотрю я на немецкий ебай, там разброс цен очень не мал. Один предлагается за 37 Евро, а другой аж за 177!

1. www.ebay.de/itm/…/142455192781?hash=item212afdbccd…
2. www.ebay.de/itm/…/152723219423?var=&hash=item238f0…

И в чём между ними разница? К сожалению, высокая цена - это ещё не гарантия качества. Есть ли какие-то параметры, по которым можно определить нормальное железо? Ну и чтобы ещё при этом по нормальной цене))

Что касается грузоподъёмности, то вообще-то изначально я планировал на 5 кг грузоподъёмности и 5…7 км радиус доставки. Я понимаю, что на моём нынешнем аппарате это не поднять. Он от силы грамм 500 сможет унести. Просто хотел сначала научиться правильно и надёжно летать, а потом уже думать о увеличении грузоподъёмности. Так что, замечания по этому направлению верные, я это тоже в голове держу, но всему своё время))

сначала научиться правильно и надёжно летать, а потом

Снова учиться правильно и надежно летать… На аппарате совсем другого класса…) Положите это в голову тоже…)
А заодно, положите туда же инфу о том, что для 5 кг. груза сам коптер должен весить от 10 кг и иметь суммарную тягу от 30 кг, иначе хвост начнет вилять собакой, что у каждого контроллера есть ограничения на вес и размер,
что стоимость контроллера при комплектующих такого уровня - копейки, и так далее…)

вообще-то изначально я планировал на 5 кг грузоподъёмности и 5…7 км радиус доставки

Иииик…
При таких параметрах я бы уже смотрел в сторону pixhawk 2
synosystems.de/…/335-pixhawk21-suite-standard-aka-…
На фоне стоимости прочих компонентов это будут копейки 😃

А разве есть разница в размере аппарата для полётного контроллера? Я думал, что управление полётом универсальное. А если ещё и энерговооружённость лёгкого и тяжёлого аппарата близка, т.е. соотношение тяги двигателей к его массе, то вроде и разницы в поведении аппарата быть не должно. Будет получаться то же самое ускорение и т.д… Или я в чём-то ошибаюсь?

Благодарю за ссылку на pixhawk 2, как я понимаю, там железо должно быть не кривое и смело можно заказывать))

Так, ну раз уж речь зашла про остальные компоненты, то какие двигателя посоветуют специалисты для суммарной тяги в 30 кг? И какой аккумулятор к ним? И вообще, какая схема аппарата лучше для грузовичка, квадрик, гекса, или что-то ещё?

какая схема аппарата лучше для грузовичка

если у квадрика откажет один мотор он упадет ибо станет неуправлям , если откажет один у гексы , окты и так далее , то аппарат потеряет часть тяги но останется управляем , тоесть сможет либо продолжить полет (если не сильно нагружен) либо сесть (а не упасть) …

разницы в поведении аппарата быть не должно

сильно ошибаетесь … пиды разные … притом в вашем случае они будут разные для аппарата с грузом и без груза …

Насколько я помню - если ardupilot обнаруживает отказ мотора, то он просто выключает противоположный и увеличивает тягу на оставшиеся. То есть сильно теоретически хекса просто превращается в квадр, а окта в хексу при достаточном запасе мощности.
Но в реальности обнаружение срабатывает далеко не всегда, поэтому форумы полны описаниями аварий при отключении движка на хексах и октах.

Ясно, т.е. имеет смысл как минимум городить хексу. Как компромисс между между малым запасом на отказ квадрика и пожалуй чрезмерностью окты. Я в принципе так и ожидал. Вопрос тогда хватит ли шести движков на 30 кг тяги. Или для такой мощи всё же лучше восьмером тянуть? Какие соображения есть у уважаемых форумчан по поводу винто-моторной группы?
На счёт ПИДов, пока думаю. Надо немножко вникнуть в тему. ПИД - это пропорцоинальный-интегрирующий-дифференцирующий регулятор, как я понимаю.

Учитывая, сколько вы угробите денег на попытки - купите сразу что-нибудь такое www.dji.com/matrice600-pro/info#specs
Вроде 5 кг нагрузки он по спецификации тянет. Единственно - надо проверять - хватит ли 20 минут полёта под нагрузкой на 5 км. Чисто умозрительно - должно.

Если таки решите сами, то налетайте - на распродаже моторы с тягой до 10 кг на мотор 😃
Нормальная цена на них раз в 5 выше.
www.team-blacksheep.com/products/prod:u11_120kv

Снимал пропеллер с Окты, спокойно взлетал и садился. Чуть нервно рулится на ручках. И чуть сильнее мотыляло в автомате. А вот с хексиком дела иначе, взлететь уже не смог, только пропеллеры в мусор. Так что вероятность спокойно продолжить полёт на хексе минимальная. Скорее всего уйдёт в расколбас по Яву. Но окта это жутко громоздко. Я бы выбрал квадр, и подошёл бы с умом к выбору комплектации и сборке, в плане надежности.

А вот с хексиком дела иначе, взлететь уже не смог, только пропеллеры в мусор. Так что вероятность спокойно продолжить полёт на хексе минимальная.

нужно учитывать что на гексе теряется сразу 1/3 мощности , как следствие оставшейся мощности может не хватить на то чтобы сохранить управляемость .

Но окта это жутко громоздко.

соосную схему никто не отменял … да эффективность винтов меньше , но при выходе из строя одного из двигателей эффективность второго немного возрастает …
если использовать соосную схему и частичное перекрытие пропов (соседние лучи на разной высоте) то можно сделать довольно компактную 12х машинку …

вот с хексиком дела иначе, взлететь уже не смог, только пропеллеры в мусор.

С большой долей вероятности если отказ случится в воздухе она стабилизируется, если конечно 4 моторов достаточно будет для висения на оборотах <80%. Режим взлёта пограничный по тяге, слишком малые обороты для стабилизации, я, было дело, завалил окту на взлёте.