Как мы летающего робота собирали

    Чего мы хотели


    Есть у нас на факультете инноваций и высоких технологий МФТИ такой типа крутой курс — инновационный практикум. Если кратко — из студентов третьекурсников набираются команды, которые пытаются сделать что-то реальное, желательно связанное как-то с программированием и собственно современными технологиями. Вот этого мы и хотели добиться. Наш проект — сделать самолет(да, не нынче модные квадрокоптеры!), который будет уметь взлетать/садиться в автоматическом режиме, летать по точкам GPS, и снимать все, что видит, на встроенную камеру. FPV мы тоже хотели, но попозже.

    Ремарка


    Пост скорее не научно-технический, а из разряда кул-стори, в которой было много провалов, но и был какой-никакой успех. Так что все, кто хочет посмеяться и узнать, чего же мы наделали, прошу под хабра-кат.



    Кто мы


    Наша команда состояла из пяти студентов третьекурсников, и была скорее похожа на зоопарк:
    два плюсовика, настоящий ios-разработчик, математик, и девочка, обязанная держать нас вместе и заставлять что-то делать.

    Плюс с нами работали трое ребят из ABBYY, потому что наш проект был от этой компании.

    Как мы сначала хотели все это делать


    План был прост — покупаем на hobbyking простейший самолет в комплектации RTF(ready to fly), выдергиваем из него радиоприемник, вставляем туда ардуинку или, быть может, плату на АРМе от разбитого смартфона, ставим туда прошивку(в случае АРМа — ROS — robot operating system, Ардуинка — что-то из ardupilot, megapirat, multi-wii или какой-нибудь форк всего этого). После этого получаем то, что хотели, спокойно закрываем курс, а дальше занимаемся улучшениями всего этого дела — прикручиваем подвес камеры, делаем управление этим самым подвесом, пытаемся придумать еще какие-то фишки и добавляем их. Что из этого получилось? Эх… Ну хоть что-то.

    Покупка комплектующих


    Изначально мы заказали две копии достаточно популярного второго Бикслера — hobbyking.com/hobbyking/store/__32541__Hobbyking_Bixler_2_EPO_1500_KIT_.html,
    Мозги были выбраны эти — www.hobbyking.com/hobbyking/store/__26588__MultiWii_PRO_Flight_Controller_w_MTK_GPS_Module.html

    Заказав все это, мы стали ждать доблестную Почту России.
    Тут сразу оставлю и отзыв про ХК — китайцы мало того, что оформляли покупку три дня, так еще и трекинг-номер не дали, и добиться его от них так и не получилось. В результате посылку мы заказали в середине марта, получили ее на День Победы, 9 мая… Семестр кончался уже.
    В конце апреля мы поняли, что тянуть дальше и ждать мифическую посылку нельзя, и надо что-то делать.
    В России был куплен самолет, наиболее крепкий(для первых полетов), который смог бы тащить нашу плату и, в будущем, камеру.

    Вот и фотка самолета:

    ПО


    После долгих споров и попыток собрать что-то дельное, мы остановились на Ardupilot, который помимо того, что умеет много чего классного прямо из коробки, так еще и существует очень классная штука — APM Mission Planner, которая позволяет закладывать в плату миссии прямо из удобного гуя(что, как мы думали, понравится пользователям) + есть возможность также задавать миссии с помощью вашего планшета/телефона, необходима лишь поддержка USB OTG для установки миссии, и набор телеметрии на самолет, чтобы на ходу отслеживать его состояние и менять цели.

    Первая сборка


    Собрав этот самый красный самолет, мы очень долго и упорно настраивали ПИДы, потому что он не очень популярен, напоминал скорее кустарное производство, и нормальных готовых конфигов для него мы не нашли. Всего в прошивку требуется заложить 321 параметр, которые определяют, как прошивка будет управлять железом. Ничего хорошего из этого не получилось, взлететь в автоматическом режиме мы не смогли.

    Новый самолет


    Тут наступило 9 мая, и нас постигло счастье — приехали наши самолеты. Приехали правда в полностью разобранном состоянии, так что мы потратили вечер на их полную сборку.





    Первый полет


    Собрав самолет, мы пошли летать. Сначала, конечно, ничего не получилось — самолет не хотел автоматически выходить на миссию, не включал двигатель после запуска с руки. После этого мы покопались в конфигах и настройках — оказалось, что при включении питания плата выходила по дефолту не на тот режим работы — ждала подключения к ПК, а не пыталась стартовать выполнение миссии.

    После этого был самый смешной и самый грустный момент наших полетов. Поздним вечером, после очередного запуска, самолет полетел. Подул боковой ветер, он попытался стабилизироваться, и… перевернулся… Мы перепутали полярность подключения серв, отвечающих за элероны… Однако, полет на этом не закончился — метров через 20 самолет добрался кверху брюхом до зоны посадки, и да, начал садиться. Учитывая, что полярность элеватора мы не перепутали, самолет ушел вертикально вверх, и зацепился за ветки дерева.

    Фотоотчет того дня —





    Как видите, мы укрепили нос и крылья самолета с помощью изоленты и монтажного скотча — и не зря. После всех аварий и падений, самолет стойко держался и летал, а времени уходило где-то по минут 5-10, чтобы приготовить его к очередному запуску.

    Однако, первый день полетов закончился ничем — стемнело, а летать мы так и не научились.

    Второй полетный день нам ничего полезного не принес — попытавшись полетать часа 2, наш самолет повис на высокой березе, и снимали его оттуда бравые местные лучники — толкинисты. Ремонт занял всю ночь.



    Успех


    До презентации нашего проекта оставалось всего 2.5 часа, на часах было 6 утра, а мы пошли пытаться летать.
    Первый полет чуть было не стал последним:



    Мы уже думали, что это фото станет единственным слайдом презентации нашего проекта.
    Оказалось, во время запуска отошла JPI — перемычка на плате, которая определяет, откуда плата берет питание — от ESC самолета или же от USB.

    Видео провала:



    Однако мы починились, и нас ждал частичный, но успех.



    Как вы видите, после запуска с руки включился автоматический режим, самолет скинул обороты(потому что управление перешло к плате), нырнул вниз, потом лег на курс, дошел до зоны посадки и более-менее мягко сел. К сожалению, оператору не повезло, и сняли мы это криво. Однако хорошо видно, как самолет держит курс и стабилизируется.
    После этого полететь еще раз мы уже не смогли — JPI перемычка держалась на соплях и постоянно вылетала, да и время поджимало.

    В ближайшем будущем планы приделать камеру и полетать на больших территориях, но это уже тема для будущего поста.

    Если кому-то что-то интересно, готов ответить в ЛС/комментариях/еще одном посте.

    p.s. А вот как мы оказались на дереве:

    Share post

    Similar posts

    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 42

      +1
      Бикслер — хорошая модель, но все же скотчем лучше крылья полностью обтянуть. А так — молодцы, что сказать. Продолжайте в том же духе!
        –27
        Не могу не поделится своим полетом над рекой Яуза: www.youtube.com/watch?v=110eo1hLdBM
          0
          Ну и я тогда своим поделюсь, между прочим, тот самый самолет, который ребята отвергли. Конечно со своими модами, но он.
            0
            А чё его так колбасит постоянно?
              0
              Ручное управление + ветер.
                0
                Т.е. если я на свою, управляемую вручную модель водружу камеру без дополнительного стабилизатора, то у меня в любом случае так же будет?
                  0
                  Зависит от траектории и ветра. В моем случае самолет наворачивал круги — места мало, если чаще выводить на прямую трясти на прямой будет гораздо меньше. Ну и ветер тоже играет роль, если он порывистый.
            +5
            Мне показалось, или на 1:15 вам КРУПНО повезло, что не зацепили провод. На вскидку там сантиметров 15 до него оставалось. Сложно недооценить последствия крушения даже небольшого коптера над автомобильной дорогой. Так что вы аккуратнее!

            PS Хотя, судя по остальным вашим видео, вам это до лампочки, а зря!
            PPS: Я наврал! Вы его зацепили и даже антенку загнули об него! Я в шоке! :-)
              +5
              В каждом посте про летающие аппараты, Вы рекламируете свои аппараты И в каждом подобном посте, найдется такой умник как я, и напишет это на Ваш комментарий :-)
                +4
                Ой, это вы тот самый человек, который уже всех достал совать всюду видео про свой коптер, летающий над головами людей вопреки всем техникам безопасности вместе взятым. Когда же до вас уже дойдет. Лучше бы пост нормальный написали с историей сборки и всем таким.
                  +1
                  И почему у вас до сих пор не read-only?
                    0
                    Неужели нельзя снимать видео без куска тушки в кадре, зачем все время на ваш коптер смотреть? (если б не реклама в пол экрана, я бы этот комментарий не писал)
                      0
                      Как уже говорилось в какой-то другой ветке здесь — чтобы целевая аудитория видела коптер.
                      +1
                      Где и когда в следующий раз будете летать? (… ушел искать рогатку)
                      +2
                      Скажите, я правильно понимаю, что вы купили бикслер, в него ардукоптер и летаете?
                        0
                        Ардупилот. У него есть П/О для самолетов, коптеров и роверов, соответственно Arduplane, Arducopter и Ardurover.
                          +2
                          Я больше концентрируюсь на слове «инновации». Из топика не совсем понятно будет ли продолжение или всё останется на уровне магазинных комплектующих и чужого софта.
                            0
                            Это третий курс российского университета, какие иновации? Даже военным продают готовые китайские коптеры под видом инновационных разработок по заоблачным ценам. А тут просто курсовая работа или что-то в этом духе.
                            Написать свой подобный автобилот с нуля быстро не выйдет.
                              0
                              Автопилот для самолёта штука достаточно простая, в отличии от мультироторной системы.
                              И в качестве какого-нибудь дипломного проекта вполне можно заморочиться.
                                0
                                Всё так, только вот взлёт (с натяжкой) и посадку автопилоты делать не умеют. Тут есть несколько вполне конкретных граблей. Особенно при посадке. Посадка серьёзных дронов, кстати, производится на парашюте. И это, пожалуй, единственный действительно надёжно безаварийный способ посадки.
                                  0
                                  Это да, взлёт еще как-то где-то — поставил на полосу, мозги по достижению нужной скорости поднимут аппарат.
                                  А вот посадка требует очень точного позиционирования, как минимум.
                                    0
                                    Ага. и очень точного отслеживания земли. Забудьте про сонары и барометры.
                                      0
                                      Ну, барометр показывает только относительную высоту, а вот сонар по моим опытам показывает очень и очень чётко, в пределах 1см.
                                      Другое дело, что он довольно чувствителен к окружающим помехам от электроники и от типа отражающей поверхности…

                                      Так что лидар — наше всё :)
                                        0
                                        Ну я про это и говорю.
                                        На столе около 1.5 мм точность сонара у меня получилась, и это ещё разрешения ардуиновского таймера не хватило чтобы оценить реальный разброс показаний.
                                        А вот в реальных условиях — когда под брюхом леталки непойми что — трава, например — очень сложно получить хотя бы просто адекватную оценку расстояния, я уж не говорю о точности.

                                        Коптеры садИть проще — задаётся некоторая безопасная скорость снижения и ожидается удар. Как только он был — сели. С самолётом так не прокатит, ну по крайней мере в первом приближении «сделать также»
                                          0
                                          В рамках «инноваций» автор как раз мог бы и задуматься над тем как сделать наземные радиомаяки для ардукоптера т.е. аналог систем позволяющих большим лайнерам садиться на автопилоте.
                                            0
                                            у нас есть идеи и задумки по этому поводу, вы прям в точку =)
                        0
                        Как он эпично развалился буквально на куски при падении. И еле сдерживаемый смех на фоне! Конечно статья малоинформативна, но настроение подняла, спасибо! :-)
                          0
                          Оффтоп
                          С ностальгией смотрел на вязанные из тряпочек коврики на лавках. Как у бабушки когда-то…
                            +5
                            Сборка происходила в одной из комнат для переговоров в офисе ABBYY, которая стилизована под сельскую местность. Там прикольно: на стенах фотографии с коровами, цветочками, травкой и т.п. image

                            Кстати, на этой фотографии хорошо видно, как происходит процесс сборки: все смотрят, один (не студент) собирает :)
                              +3
                              По-моему, это катастрофа какая-то
                                +1
                                Наш проект — сделать самолет
                                Клеить танчики любят все, а вот
                                сделать что-то реальное, желательно связанное как-то с программированием и собственно современными технологиями
                                получается не у всех.

                                Лучше бы попытались сделать что-то интересное для дня радио на физтехе.
                                Но, как говорится, курица не птица…
                                  +6
                                  Я правильно понимаю, что взяли готовый самолет, готовую плату, готовый софт, и даже собрать толком не смогли? А в чем инновации то? Что сделано самостоятельно?
                                    0
                                    Да, похоже как-то так. Тогда уж мультикоптер собирали-б, он посложнее будет.
                                    +1
                                    Статья ни о чем. И летает оно у вас очень плохо
                                      0
                                      Что за гитара на втором фото?
                                        0
                                        Gibson LPJ'13
                                        0
                                        Слабовата статья и проект, не уровень физтеха. Вот если бы вы, используя стандартные мозги, нашли какой-то интересный use-case, или доработали прошивку (arducopter имеет различные хуки, в которые можно добавлять что-то своё) какими-либо интересными функциями, тогда да.

                                        А так — незачёт.
                                          0
                                          В защиту скажу, что во-первых, это далеко не full-time проект, а только где-то в рамках одной-двух пар в неделю. Во-вторых, планы большие, но из-за большой задержки посылки, смогли сделать только основное: всё собрать, разобраться в ардупилоте, запустить. Всё это, кстати, занимает далеко не один час.
                                          Как только сможем сделать всё основное, начнется уже самодеятельность. Как, например, сделать новое задание для миссий ардупилота — слежение камерой за точкой, которая задается координатами GPS.
                                            0
                                            Да я ничего не имею против, просто статья в общем и целом получилась ни о чём :)
                                            Я думаю, что не стоило торопиться, а хотя бы довести всё до какого-то этапа и потом выкладывать результаты.

                                            А тут получилось что-то вроде «как я купил самолёт, мозги и не смог взлететь», напоминает сообщения (легион их) на форуме rcdesign.ru, только с фотографиями.

                                            С другой стороны, хорошо что кто-то хоть этим занимается в институтах, практика — это чуть ли не самое главное в обучении. Побольше бы её, особенно если в сотрудничестве с профильными компаниями и прочими КБ.

                                            слежение камерой за точкой, которая задается координатами GPS.

                                            Вот, это было бы полезно. И вклад в общее дело.
                                            Да, и для такого слежения нужен будет скорее всего трехосевой подвес :)
                                              +1
                                              Не знаю как для самолета, но для коптера вроде бы уже есть Region on interest
                                              видео
                                                0
                                                Это есть, но во 1ых его, насколько я помню, поломали в версии 3.1.х, вплоть до падения коптера. Может быть уже починили.

                                                А во 2ых у коптера с этим всё проще — он просто летает кругом.и всё, у самолёта нет такой маневренности и чтобы следить за точкой при пролёте около нее нужен подвес как минимум вращающийся по осям Pan и Roll, а для полноценной стабилизации еще и по Tilt.

                                                Ну или просто летать кругом вокруг точки, но тут уже будет минимальный радиус разворота и т.п.
                                                  0
                                                  Подвесы нынче стали немного отделены от мозга, но всё еще можно подруливать. Самолет на сколько я помню так же может кружить над точкой, но с управлением подвеса конечно придется потрудится, с другой стороны зная положение 2х точек в пространстве углы поворота подвеса вроде бы не так сложно высчитать, лишь бы оставшихся силенок AVR-ки хватило для дополнительной тригонометрии.

                                        Only users with full accounts can post comments. Log in, please.