Меню

Parrot ar drone моторы

Квадрокоптер дополненной реальности — обзор AR.Drone 2.0

На прошедший недавно ДР мне подарили AR.Drone 2.0. На хабре были обзоры первой версии, а я хочу рассказать что же изменилось во второй и поделиться впечатлениями от использования этого квадрокоптера.
По позиционированию разработчиков, AR.Drone это не только ценный мех просто квадрокоптер (некоторые читают название как Эир Дрон), а квадрокоптер с задумкой под идею дополненной реальности (Augmented Reality Drone). Дрон работает на Linux, управление им осуществляется с iOS и Android устройств, для него есть игровые приложения дополненной реальности, а еще у него открытый API.

Квадрокоптер Parrot AR.Drone 2.0 оснащен 4-мя моторами мощностью 14.5 Вт и выдающих 28 500 RPM. В редукторе используются шестерни из нилатрона для понижения шумов, а бронзовые самосмазывающиеся подшипники позволяют всему этому эффективно вращаться. На контроллере каждого мотора используется 8 MIPS AVR CPU, а сам контроллер влагоустойчив. Максимальная скорость полета — 18 км/ч
На борту обновленной версии квадрокоптера установлены 2 видеокамеры:

  • Фронтальная HD камера выдает 720p, 30 fps с углом объектива в 92 градуса.
  • Нижняя QVGA камера (320х240), 60 fps с углом объектива 64 градуса. Её AR.Drone так же использует для замерения горизонтальной скорости.

«Мозги» дрона представляют из себя 1GHz ARM Cortex A8 процессор с 800 MHz DSP TMS320DMC64x для видео. 1Гбит DDR2 RAM на 200MHz. И управляется это всё с помощью Linux 2.6.32. Соединение с «пультом» управления (коим являются iOS и Android девайсы) происходит по WiFi. Так что коптер несет на себе WiFi точку.
Ориентация в пространстве происходит за счет 3-х осевого гироскопа, 3-х осевого акселерометра, 3-х осевого магнитометра (магнитный компас), датчика давления и ультразвукового высотомера (на самом деле дальномера). Вот так выглядит основной блок квадрокоптера снизу. Видна нижняя камера и высотомер:

Чем это всё отличается от первой части? Сравнительная таблица характеристик ниже. Для улучшения ее читаемости я привел только отличающиеся характеристики.

AR.Drone 1.0 AR.Drone 2.0
Процессор ARM9 468 MHz ARM Cortex A8 1 GHz
Фронтальная камера VGA (640×480) HD (720p)
Нижняя камера QCIF (176×144) QVGA (320×240)
WiFi b,g b,g,n
Моторы 15 Вт, 35 000 RPM 14.5 Вт, 28 500 RPM
Сенсоры Гироскоп 2-х осевой Гироскоп 3-х осевой
+ Магнитометр
+ Датчик давления

Итак, получил я коробку с девайсом. В комплекте идут

  • Сам квадрокоптер
  • Кожух для полета в помещении
  • Кожух для полета в открытом пространстве
  • Аккумулятор
  • Зарядное устройство
  • 4 вида съемных вилок (под разные виды розеток) для зарядного устройства
  • Инструкция
  • Наклейки для мультиплеер игр дополненной реальности

Так же в коробке была бумажка, гласящая, что в случае проблем данный товар нельзя вернуть в магазин, а обращаться необходимо в центр технической поддержки Parrot.
При подключении аккумулятора в главный блок квадрокоптер оживает, включая светодиоды под каждым мотором и слегка дернув каждый винт. Последнее несколько насторожило, т.к. после того как ты вставил аккумулятор ты начинаешь надевать один из кожухов (для полета в помещении или для открытого пространства), держишь квад за корпус и тут видишь как винты делают движения. На секунду становится страшно за пальцы.
После загрузки ОС включается WiFi точка, к которой можно подключиться своим iOS или Android устройством. Изначально управление коптером доступно только с них, но на projects.ardrone.org можно так же найти способы для подключения к девайсу с ноутбуков и настольных ПК с WiFi но только под Linux. А так же разработчики говорят, что приложив некоторые усилия, вы можете управлять квадрокоптером с любого программируемого устройства, у которого есть WiFi и TCP/UDP/IP стэки. Говоря про «некоторые усилия» они имеют ввиду написание собственного софта 🙂
Квадрокоптер спаривается формирует пару с мобильным устройством и в дальнейшем подключение к его WiFi точке возможно только с этого устройства. И, разумеется, есть возможность разрыва пары при необходимости. Мои ощущения от управления AR.Drone 2.0 получены с помощью iPhone 4s iOS 5.1.1.
В AppStore скачивается штатное бесплатное приложение AR.FreeFlight и мы готовы к полету. Первым шагом обновляем прошивку квадрокоптера с помощью встроенной в приложение функции.

Полет

Нажимаем в приложении волшебную кнопку «Take off» и квадрокоптер взлетает. Он вертикально поднимается на заданную в настройках приложения начальную высоту и зависает. Ну, зависает, это громко сказанно. В помещении, если есть рядомстоящие предметы, он «пританцовывает». Система стабилизации работает неплохо в полностью пустой широкой комнате и на небольшом ветру вне помещений. Но от потоков, которые квадрокоптер сам поднимает в ограниченном пространстве с переотражениями от предметов, его начинает пошатывать.

Полеты в помещении

Для полетов в помещении используется кожух с защитой винтов.

Другая интересная особенность при полетах в помещении — это поддержание высоты. По-умолчанию, квадрокоптер поддерживает заданную высоту. Делает он это с помощью ультразвукового дальномера, определяющего дистанцию до поверхности внизу. Так что если лететь в помещении, и внезапно пролететь над столом, то квад начнет плавно набирать высоту, т.к. чувствует что поверхность (стол) стала неожиданно ближе чем была (пол). У меня он один раз уперся в потолок, когда прямо под ним зависшим на 2-х метрах прошел человек. Если висящий в воздухе квад попытаться аккуратно сверху «придавить», то он, естественно, опустится под давлением, но после убирания руки вернется на заданную высоту.
Кожух для полета внутри помещений довольно нормально защищает винты от повреждений о препятствия. На фото ниже видны мои попытки пройти квадом в дверь, в результате чего он стукнулся внешним периметром кожуха об косяк, кожух прогнулся и винтами его немного поцепляло. Но винты целы, а это главное. Управление коптером в такие моменты, естественно, жутко дестабилизируется.

Полеты в открытом пространстве

Для полетов вне помещения используется отдельный кожух без защиты винтов. Он значительно легче.

Полеты в открытом пространстве куда более динамичны, но требуют большего привыкания к управлению. Если в помещении ты видишь квад и можешь управлять им не глядя на экран смартфона, то в открытом пространстве это лучше делать поглядывая на экран, т.к. по-умолчанию управление зависит от направления «носа» устройства. Но в настройках каждый может выбрать стиль управления по себе:

  • относительно «носа» квада — все команды и крены смартфоном интерпретируются относительно направления, куда направлен нос дрона.
  • абсолютное управление — когда наклон смартфона вправо интерпретируется как команда лететь вправо от вас
Читайте также:  Лодочные моторы из кустореза

Так же доступны 2 модели поведения «джойстика» в смартфоне. Когда режим джойстика активирован, то управление осуществляется смещением джойстика на экране смартфона в 4-х направлениях. Когда режим джойстика выключен, то представлены 2 манипулятора для управления. Один, джойстико-подобный, для управления высотой и вращением устройства. Второй — кнопка, при ее нажатии дрон начинает слушаться наклонов смартфона. Наклонили вперед — летит вперед, повернули еще и вправо — летит вперед и вправо.
Компенсация слабого ветра работает нормально, но при попытках загнать квад на хорошую высоту (10+ метров) ситуация меняется, т.к. в моем случае там были ветра сильнее чем около земли, и траектория полета сильно искажалась.
Взлетать лучше с ровных площадок без растительности, взлет из глубокой травы не выйдет. Или выйдет, но с эффектом газонокосилки 🙂
Полет в открытом пространстве открывает еще одну особенность — радиус действия WiFi. В среднем антенны хватает где-то на 50м, как и заявлено в инструкции. При выходе из зоны действия WiFi и потере связи с устройством квад начинает потихоньку снижаться пока не сядет. А куда он сядет в таком случае — вопрос большой удачи. Так как в таком случае вы еще и теряете картинку с камеры, то понять куда он сел можно только если вы его видите. Если же вы не видели, то это начинает напоминать спортивное ориентирование, когда вы идете в предполагаемую зону и ищите доступные WiFi сети в надежде поймать сеть дрона пока у него не села батарейка. Поэкспериментировав с потерей сигнала на открытом ровном пространстве я понял, что было бы не плохо прикрутить к дрону функцию возврата назад по тому же маршруту. Но такой встроенной функции почему-то нет.
Удивило поведение устройства в случае если на «пульт» позвонят во время пилотирования. Пока вы будете думать принимать звонок или нет, квад зависнет в ожидании решения. Если вы примете звонок, то квад продолжит висеть, а по окончании звонка автоматически приземлится. Поэтому лучше 10 раз посмотреть какая поверхность сейчас под ним, а то сядет на дерево или в лужу какую.
Упасть «камнем» в штатной ситуации он может только в одной ситуации — нажатие кнопки Emergency в приложении. В таком случае винты моментально обесточиваются. Во всех остальных случаях он или сядет сам или дождется пока его посадят.
Динамика поведения в воздухе регулируется настройками. Скажу, что углы, скорости реакций, ограничения высот и пр хорошо регулируются настройками. Там же включается возможность делать перевороты. По двойному клику экрана квадрокоптер может сделать боковой переворот а-ля сальто. Делать лучше с запасом высоты, т.к. на завершающем этапе маневра он теряет где-то 40-50 см высоты.

Видео

Запись видео с бортовых камер мощно осуществлять двумя способами:
1. Стримминг на смартфон с сохранением там же
2. Прямая запись на USB устройство.
Первый способ работает нормально, но не рекомендован, т.к. сильно забивает WiFi и укорачивает время полета. Второй способ предпочтителен, для этого в батарейном отсеке предусмотрен USB порт, в который надо вставить флешку с наличием минимум 100 Мб свободного места и только в FAT32.

При записи на USB носитель в приложении будет так же выводиться примерное количество времени записи, которое еще уместится на носитель. Качество видео с фронтальной камеры довольно достойное, с камеры расположенной внизу — не достойное. Ну, а что мы хотели то QVGA. С помощью камер так же можно делать фото.
Еще один нюанс — видео пишется без звука. С одной стороны понятно — шум пропеллеров забил бы весь звук, где бы ты микрофон не ставил. Но с другой стороны, можно же было попробовать софтверно это фильтровать. Но, может, для этого нужны микрофоны с хорошей чувствительностью и, наверняка, это сказалось бы на энергопотреблении и цене устройства.
Говоря про энергопотребление — все осталось так же как и было в AR.Drone 1.0. По инструкции заявлено, что заряда батареи хватает на 12 минут полета. По факту, с выключенной записью видео ее хватает минут на 9. Время заряда аккумулятора — 90 минут. В продаже отдельно есть аккумуляторы удвоенной емкости.
Можно было бы покритиковать разработчиков, что не увеличили время полета в новой версии, но если подумать, то для значительного увеличения времени полета разработчикам пришлось бы использовать более тяжелые батареи, это означает, что надо было бы ставить более подъемные двигатели, которые потребляли бы больше энергии. Так что имеем то, что имеем.

SDK & API

Скажу сразу, что свои шаловливые ручки в полной мере в API я еще не запустил (может будет отдельная статья по результатам), так что поделюсь тем, что узнал в процессе базового изучения.
Ресурс для разработчиков расположен на сайте projects.ardrone.org. Там же после регистрации можно скачать архив с SDK.
При открытии документации по API нас встречает радостная картинка:

В состав программной части SDK входят:

  • Library — набор high-level API для доступа к функциям дрона.
  • Tool — набор готовых библиотек для симуляции гейм-пада, обработки видео-потоков, навигационных данных и пр.
  • Engine — шаблоны проектов для iOS приложений с описанными методами и контролами.

Ни при каких раскладах SDK не дает прямого доступа к сенсорам и моторам.
Библиотеки представляют из себя набор интерфейсов на С. Так же вместе с SDK идет ряд примеров, а дополнительные примеры можно скачать по ссылке projects.ardrone.org/projects/list_files/ardrone-api

Читайте также:  Тойота венза мотор печки

AR.Drone Academy

Еще одна интересная встроенная фича — это «тусовка» «пилотов» называемая AR.Drone Academy. Это облачное хранилище информации о ваших полетах. Для того чтобы в него попасть нужно пройти регистрацию (прямо из мобильного приложения) и в соответствии с заданными настройками туда будет сохраняться информация о полетах. Собираться будет телеметрия полета, снятые видео, координаты. Там же можно ставить оценки полетов других людей, и смотреть на карте интересные споты для полетов в вашей окрестности. Карта спотов для Москвы, например, выглядит вот так:

Источник

Ar.Drone 2: полгода полетов

С недавних пор я стал увлекаться полетами на квадрокоптере AR.Drone 2.0, а именно с момента, как друзья подарили мне его на день рождения. Хотя на соревнования и «покатушки» с другими любителями времени нет, на нем довольно интересно полетать в том же офисе под веселые возгласы коллег. Да и поэкспериментировать можно – с дополнительными модулями и модами.

В этом посте я написал о собственном опыте эксплуатации и постарался собрать список советов. Если у вас есть подобный опыт – пишите о нем в комментариях, чтобы можно было составить максимально полное впечатление для начинающих летчиков. А у тех, кто планирует купить коптер – сформировалось взвешенное впечатление о гаджете.

В таблице я собрал все особенности Ar.Drone, выявленные за полгода полетов

Проблема Описание Решение
Время полёта 9 минут на штатном аккумуляторе Покупка аккумулятора большей емкости
Изнашивание шестеренок При обычной эксплуатации Покупка запасных, несколько комплектов всегда должны быть под рукой
Поломка шестерёнок При столкновениях и падениях Покупка запасных
Рама При жесткой посадке может лопнуть крестовина, а «ноги» могут
отлететь при столкновении с препятствием во время полета
Покупка комплекта из крестовины и т.д.
Корпус Кожух для помещений постоянно ломается при малейшем столкновении, часто его травмируют сами винты, которые он и должен защищать Клей
Радиус полета 25 метров с iPhone 5, 50 метров с iPad 2 Необходимо использовать роутер, внешнюю антенну для дрона
Управление Множество непонятных приложениий, а управление со смартфона не очень удобно RC мод, переход на традиционный пульт для радиоуправляемых моделей
Пропеллеры Карбоновые приказали долго жить после первой аварии, хрупкие Вернул штатные, но необходимо иметь пару комплектов в запасе
Установка штатного GPS модуля Не вмещается в корпус Сделать новую крышку или доработать напильником
Сброс питания После падения или потери связи нужно вручную отключать аккумулятор Вывод отдельного тумблера
Малая грузоподъем-
ность
С GoPro на борту коптер летает тяжело, в кадр попадают пропеллеры Для GoPro нужен просто другой коптер
Отклеивание крышки дна После нескольких посадок крышка начала съезжать и загораживать нижнюю камеру Сделать новую в перспективе, а пока спас клеящий пистолет
Шум при полетах Конструкторы придумали слишком сложную трансмиссию, она хрупкая и шумит Замена втулок на подшипники, но это мало влияет на шум, остается только смириться

Кратко об AR. Drone 2.0

Для тех, кто не особо интересовался этой темой. Квадрокоптер позиционируется производителем как «дрон дополненной реальности» — Augmented Reality Drone. Он работает под операционной системой Linux, при этом управление вы можете осуществлять с устройств на Android и iOS. В моем случае это iPhone 5S. API у дрона открытый, что позволяет допиливать его по необходимости для участия в различных соревнованиях.

Но об этом на Хабре писали неоднократно, так что лучше почитайте этот обзор.

За полгода я выявил несколько недостатков, некоторые из которых можно решить приобретением дополнительных частей или устройств, а с некоторыми остается только смириться. Именно этим опытом я хочу поделиться с вами.

1. Время полета

Основная проблема всех современных летающих гаджетов — это небольшое время работы без подзарядки. Хотелось бы, чтобы квадрокоптер мог летать часами, но это на данный момент невозможно. Штатного аккумулятора в 1000 mAh хватает всего на 9 минут с включенной видеозаписью. Вначале при 30% заряда софт запрещает делать флипы. На 15% начинает орать, а около нуля дрон просто принудительно снижается и глушит движки после касания земли. За все время мне так и не удалось выехать за город, чтобы полетать на открытом пространстве, так что приходится лавировать над территорией офисного центра и припаркованными авто. Если проморгать уровень заряда, можно потерять дрон или поцарапать чужой автомобиль.

Проблема длительности полета решается приобретением аккумулятора на 2000mAh, но аккумуляторы большей емкости толще и в штатном корпусе держатся плохо. Это регулярно приводит к проблемам в полете.

Аккумуляторы. Видна разница в толщине, что тоже не было предусмотрено изначально. Однако сейчас аккум на 2000mAh продается того же размера, что штатный на 1000mAh.

2. Изнашивание шестеренок

Родные шестеренки на винтах не отличаются долгожительством, после аварий они теряют зубцы и их приходится менять. Изнашивание неоригинальных шестеренок происходит довольно быстро даже в режиме бережных полетов, но стоят они недорого и закупить их сразу можно десяток.

3. Поломка шестеренок

Более того, в случае удара винтом шестерни попросту выходят из строя. Любые столкновения во время полета чреваты тем, что зубцы будут “съедены”.

Первым делом я приобрел несколько комплектов запасных шестерней, за время использования на моем счету итого 4 комплекта.

4. Рама

Вы слышали про эффект Даннинга-Крюгера? Это когда вы свои способности преувеличиваете. Я уверен, почти все испытывали его в первый раз при полетах на квадрокоптере. И почти все каким-либо образом квадрокоптер роняли и бились им об стену.

Из этого выходит следующий недостаток: при жестких посадках можно сломать раму, о чем часто пишут. Поломать ее мне, правда, не удалось, зато одна из “ног” отлетела при столкновении со стеной во время порыва ветра. Крестовина осталась целой. Но лучше заранее предусмотреть возможность сломать её и докупить комплект. Вообще, даже в штатном режиме у Ar.Drone весьма некультяпистая автоматическая посадка.

Читайте также:  Электрическая схема мотора для компрессора

Фото утраченной «ноги».

Защита шестеренок из карбона отдельно была преобретена мной и установлена, это существенно увеличило срок службы шестеренок.

5. Корпус

Настоящим «лидером» по ремонту является кожух для полета внутри помещений. Регулярно запуская комптер в офисе, так как он появился у меня зимой, каждый второй из полетов заканчивался легкой аварией. Приходилось брать в руки клей.

Это навело меня на мысль о необходимости найти или же сделать самому кожух покрепче. Это план на будущее.

Кожух для полета на улице лишен ободов, защищающих лопасти, выглядит явно круче.

За время экслуатации и он несколько раз серьезно пострадал.

Нижняя часть корпуса используется постоянно, поэтому ее тоже пришлось укреплять.

6. Радиус полета

Радиус полета — еще одно слабое место. Я летал с iPhone 5S и 4S, и радиус полета при этом составлял около 25 метров. В случае c iPad 2 радиус достиг 50 метров, но все равно, особо не разгонишься.

7. Управление

Управление под iOS отличается невысокой чувствительностью и большим временем отклика. А в случае, если во время полета вам кто-то позвонит, то квадрокоптер зависнет в воздухе, а если вы решите пару минут поболтать, то дрон просто приземлится на ту же точку, над которой его застиг звонок. Даже если там озеро, кишащее крокодилами.

На такой случай было бы круто иметь автовозврат к месту взлета.

Кроме того, есть еще одно неудобство с управлением. Сейчас в App Store есть куча приложений для управления дроном, все они оформлены весьма похоже, а при запуске одного из приложений оно может предложить запустить уже другое. В итоге на моем телефоне 5 приложений для Ar.Drone и я до сих пор не очень понимаю, для чего они? Так случилась из-за того, что производитель расскрыл API, и теперь каждый может написать и опубликовать свое приложение для полета на этом квадрокоптере.

8. Пропеллеры

Внезапно штатные пропеллеры работают отлично. Иногда пишут, что это расходные материал, и лучше закупать их пачками.

В моем случае все вышло иначе: я закупил карбоновые пропеллеры, но в итоге вернулся на родные пропеллеры и продолжил летать с ними. Вид уже потрепанный, но летают они нормально.

Карбоновые пропеллеры отработали всего несколько дней, после очередной аварии была сорвана резьба у втулок, а новые втулки и болты отдельно от винтов найти пока не удалось.

9. Установка GPS модуля

Модуль GPS предназначен для того, чтобы заставить ваш квадрокоптер летать в нужных направлениях автономно. Например, следить за работой заключенных на плантациях. Я повелся на него и хотел протестировать возврат к точке взлета, так как летать у меня получается только в городе и чаще всего над крышами соседних офисов. А полюбившийся подарок потерять не хочется.

Этот модуль пока мне кажется бесмысленным и беспощадным расширением. Родной софт для полета по GPS выглядит крайне убого и неудобно, по крайней мере на iOS. Мне так и не удалось полетать по GPS еще вот по какой причине: размещение штатного usb разъема в Ar.Drone 2.0 удобно для установки флешки, но для подключения модуля крайне не удобно. Приходится просто вкладывать модуль во внутрь, он там свободно болтается и при полетах это мешает, флипы делать нельзя.

Однажды во время флипа под резким порывом ветра аккумулятор вместе с модулем GPS выпали, открыли кожух дрона, что в итоге привело к падению и тяжелым травмам аппарата.

Тут тоже хотелось бы иметь другой кожух, в котором было бы предусмотрено место для модуля.

10. Сброс питания

После каждой аварии или потери связи нужно открыть крышку дрона, отсоединить колодку питания, после чего с аппаратом снова можно работать. Гораздо удобнее было бы иметь для этих целей отдельную физическую кнопку. Это не самая удобная процедура.

11. Небольшая грузоподъемность

Хотя квадрокоптер способен поднять в воздух камеру GoPro, сразу же после этого управлять им становится не очень-то легко, его вертит из стороны в сторону от малейшего ветерка. Поэтому приходилось пользоваться штатной камерой, разрешение вполне приличное.

12. Крышка дна

Дно квадрокоптера защищено тонкой крышкой, которая может слегка отклеиться и закрыть собой нижнюю камеру. Аппарат начинает думать, что под ним — препятствие, и пытаться его обойти, вытворяя полнейший ад, стучась об стены, людей и пугая несчастных котиков.

Кстати, эти две огромные белые штуки – колпачки от бутылки с жидкостью для очистки маркерных досок, после потери одной из опор пришлось придумывать что-то очень быстро. Двусторонний скотч и смекалка спасли ситуацию.

13. Шум

В отличие от больших дронов, между двигателем и пропеллеров есть шестеренки, втулки и вал, а смазать их нельзя по объективным причинам. Втулка была заменена на подшипник, чтобы уменьшить уровень шума. Но после приземления в траву или на грязную дорогу шестеренки встанут, так как на смазку просто налипнет пыль. Приходится просто мириться с шумом.

На фотографии желтые – родные медные втулки, а стальные – специально заказанные мной микроподшипники. Не уверен, что этот мод объективно снизил шум, но впечатления от работы несколько улучшились.

В ходе подготовки этого поста мы планировали снять крутое видео с красивыми полетами Ar.Drone в ограниченном пространстве. Но случилось страшное: дрон стал вести себя неадекватно – вначале он атаковал нашего милого оператора, налетев со спины, а позже целился и в припаркованные неподалеку автомобили. Полеты пришлось свернуть, а видео собрать из того, что получилось.

Небольшой бонус: краш-тест блондинки глазами квадрокоптера

После этой аварии дрон начал сходить с ума, например этот цирковой номер он исполнил совершенно произвольно и без команды оператора.

Источник

Adblock
detector