Использование инерциальной навигационной системы (ИНС) с несколькими датчиками на примере задачи стабилизации высоты квадрокоптера / Хабр

Что такое home point?

Домашняя точка по умолчанию является первым местом, где дрон получил сильные сигналы GNSS (данные о местоположении). В приложении DJI Fly App белый значок GNSS будет содержать не менее 4 белых полос. Индикатор состояния Mavic Mini быстро мигает зеленым после того, как Home Point была записана.

Домашняя точка может быть записана неправильно – с версиями прошивки, предшествующими v01.00.0400, можно было взлетать и летать со слабым сигналом GPS или при плохом освещении. Если у вас слабый сигнал GPS на взлете, то домашняя точка будет записана неправильно.

Домашняя точка будет записана, когда дрон обнаружит сильный сигнал GPS это будет означать то, что дрон вернется в другую домашнюю точку, чем в ту которую вы хотели.

В версии встроенного ПО v01.00.0400 была добавлена ​​функция отключения взлета при слабом сигнале GPS (GPS <8) и недостаточном освещении окружающей среды. Эту функцию можно отключить вручную (требуется приложение DJI Fly v1.0.4 или новее).

Слабый или недоступный GPS. Несмотря на то что у вас может быть записана домашняя точка при взлете, ваш дрон не сможет вернуться в исходную точку, если сигнал GPS станет слабым или недоступным. Очень важно летать в местах, где сигнал GPS сильный.

Заряд батареи — Батарея разрядилась до уровня, при котором она не может позволить вернуться квадрокоптеру в исходную точку и вместо этого он будет вынужден совершить аварийную посадку.

Полет против ветра — может сильно замедлить работу любого дрона и довольно быстро разрядить аккумулятор.

Откалибруйте компас и IMU — если ваш дрон не возвращается в исходную точку, возможно он не знает своего точного местоположения из-за электромагнитных помех или у него возникают проблемы с правильным поиском глобальных спутников.

Откалибруйте компас. Несмотря на то, что IMU касается позиционирования калибровка IMU (инерциальный измерительный блок)также не является плохой идеей.

Читайте: Как правильно делать калибровку квадрокоптера?

Потерянное соединение с пультом дистанционного управления — Функция отказоустойчивого RTH автоматически активируется на многих моделях после потери сигнала пульта дистанционного управления в течение более 11 секунд. Тем не менее, это зависит от того, была ли домашняя точка была успешно записана в первую очередь.

Сильный ветер — Если дрон летит обратно в исходную точку с определенной скоростью. Если ветрено, дрон не сможет достичь конечной точки вовремя и совершит аварийную посадку.

Читайте: Как не потерять свой квадрокоптер и что делать если это случилось?

Высота над уровнем моря – если вы не летаете на открытой местности, может быть важно установить другую высоту, чем высота по умолчанию 20 метров (65,61). Полеты в местах, где есть деревья, канавы, высокие кусты и т. Д. Вы можете установить другую высоту RTH в приложении DJI Fly.

Что мы имеем в распоряжении?

На данный момент в легкой доступности имеем стандартный набор сенсоров:

Такой набор в сборе с Arduino-подобным процессором или в виде отдельной платки можно найти за сумму 70-100$

У каждого датчика свои возможности и слабые стороны. По отдельности ни один из них не может решить ни одну и перечисленных выше задач, поэтому системы ИНС всегда строятся из комбинации датчиков, и самое интересное тут — это вычислительные алгоритмы, позволяющие соединить сильные стороны каждого из датчиков для устранения их недостатков.

Первая задача — стабилизация ориентации — довольно успешно решается гироскопами. Гироскопы очень точно меряют угловую скорость и после интегрирования можно получить углы. Но у них есть проблема — показания уплывают со временем. Для коррекции этого дрифта применяется акселерометр, который всегда (ну или почти всегда в долгосрочной перспективе) знает, где земля.

Но акселерометр ничего не почувствует, если его крутить вокруг оси Z, поэтому нам нужен магнетометр, который всегда знает, где север.Вторая задача — нахождение высоты — частично решается барометром. Если обнулить показания на земле, то при подъеме на каждый метр мы знаем, насколько изменятся его показания (естественно, если мы не летаем 12 часов и не начала меняться погода).

На помощь барометру может прийти сонар, который меряет высоту с очень высокой точностью (даже тот, что я приобрел за 5$, выдает точность ± 3мм по заявлению производителя). Но сонар способен работать только невысоко над землей (2-10м), меряет долго (до 200мс), чувствителен к качеству поверхности, к углу наклона, и может терять сигнал.

Третья задача — определение координат — не решается никак указанными выше датчиками. Акселерометр в комбинации с гироскопом может выдать линейные горизонтальные ускорения, но тут есть две проблемы: постоянно действующий огромный (по сравнению с тем, что будем измерять)

Во всех любительских полетных контроллерах задача нахождения ориентации решена хорошо и на ней останавливаться не буду. Задача довольно простая и расписана в интернете (один, два). В MultiWii используется красивое решение без сложностей типа кватернионов и матриц DCM (не забываем, что считать все это будет простенький 16-Мегагерцовый процессор), на основе упрощений для малых углов и комплементарного фильтра.

Итак, ориентацию аппарата в пространстве мы знаем с высокой степенью точности. Теперь можно перейти к основной теме статьи, т. е. постараться улучшить результаты, которые выдает барометр (или сонар), чтобы их можно было скормить ПИД-регулятору.

Для этого показания должны поступать без задержек, быть точными в короткой перспективе и не сильно уплывать со временем. Тема ПИД-регуляторов заслуживает отдельного пристального изучения, так как он широко используются в системах управления процессами. Я рекомендую сначала ознакомиться с их определением, чтобы лучше понять рассуждения, изложенные ниже.

А как же гироскоп?

Выше я упомянул, что для определения высоты нам понадобится ещё и гироскоп. Действительно, описанный выше алгоритм будет работать, только если вектор A (в локальной системе) смотрит точно вдоль оси Z. Как только аппарат наклонится, произойдут две неприятные вещи:

проекция A на ось Z изменится и ПИД-регулятор начнет заново медленно и мучительно искать bias. И вторая — любое горизонтальное ускорение начнет давать ненулевую проекцию на локальную ось Z. При углах наклона в 45° уже и не поймешь, где какое ускорение.

Но так как мы знаем точную ориентацию локальной системы относительно глобальной, нет ничего сложного восстановить справедливость — просто спроектируем локальный вектор A на локальный вектор G (изначально найденный акселерометром и заботливо вращаемый гироскопом), который всегда смотрит в землю.

Операция эта простая и вытекает из определения векторного произведения:

Сделать это надо до вычитания 1G.

Теперь можно посмотреть на код и результаты.

#define ACC_BARO_CMPF 300.0f
#define ACC_BARO_P 30.0f   
#define ACC_BARO_I (ACC_BARO_P * 0.001f)
#define ACC_BARO_D (ACC_BARO_P * 0.001f)
#define VEL_SCALE ((1.0f — 1.0f/ACC_BARO_CMPF)/1000000.0f)
#define ACC_SCALE  9.80665f / acc_1G / 10000.0f
  
err = (alt - BaroAlt)/ACC_BARO_CMPF; // P term of error
errI = err * ACC_BARO_I; // I term of error
accZ = (accADC[0]*EstG.V.X   accADC[1]*EstG.V.Y   accADC[2]*EstG.V.Z) * 
	InvSqrt(fsq(EstG.V.X)   fsq(EstG.V.Y)   fsq(EstG.V.Z)) 
	- errI - acc_1G;
// Integrator - velocity, cm/sec
vel = (accZ - err*ACC_BARO_P - vel*ACC_BARO_D) * cycleTime * ACC_SCALE;
  
// Integrator - altitude, cm  
alt = vel * cycleTime * VEL_SCALE;

	// Apply ACC->BARO complementary filter
	alt-= err;
errPrev = err;

Данные сенсоров приходят в следующих переменных:EstG.V – вектор G (он получен ранее при нахождении ориентации)accADC – чистые данные с акселерометраBaroAlt – данные с барометра, конвертированные в cmНа выходе получаем accZ, vel, alt.

Как видно, вычислительная сложность алгоритма довольно простая и Arduino его «переварит» легко (особенно если перевести в целочисленную арифметику, но тогда код станет плохо читаем).

PS: в видео есть фраза об отключении алгоритма при определенном угле наклона, и и-за этого возникает выброс ошибки. На самом деле это ограничение не нужно — алгоритм работает стабильно при любом угле от 0° до 360°

Если к этому алгоритму подключить сонар (вмето BaroAlt взять SonarAlt), то кривая высоты выглядит практически идеально. Таким образом, на низкой высоте используем сонар, при появлении ошибок или близко к пределу измерений переключаемся на барометр (предварительно согласовав высоты в период поступления достоверных данных с сонара).

К сожалению, погода пока не дает провести полетные испытания нового алгоритма. Как только появятся результаты, выложу графики сонара, отлаженный исходный код всего проекта и полетное видео.

Базовые принципы полета квадрокоптера

Несмотря на понятную принципиальную схему, вряд ли современные квадрокоптеры можно считать простыми устройствами. Даже самый недорогой беспилотник оснащается полетным контроллером и гироскопом. Продвинутые модели имеют на борту десятки датчиков, сенсоров, а сбором и анализом информации занимаются миниатюрные компьютеры.

И все же, если летательный аппарат вдруг начинает тянуть в сторону, или он не способен взлететь, то вряд ли причину стоит искать в электронике. Обычно поломка квадрокоптера заключается совсем не в этом.

Каждый квадрокоптер оснащен четырьмя винтами (квадро — четыре) постоянного шага. Под каждым винтом установлен небольшой двигатель коллекторного или бесколлекторного типа. Два винта совершают вращение против часовой стрелки, и два – по часовой.

Управление движением происходит следующим образом:

• Ускорение скорости вращения пропеллеров приводит к подъему аппарата
• Ускорение скорости вращения винтов с одной стороны и замедление с другой позволяет аппарату двигаться в сторону
• Ускорение винтов, вращающихся по часовой стрелке и одновременное замедление винтов, вращающихся против часовой, приводит к повороту квадрика
• Замедление всех винтов позволяет приземлить дрон на землю

Взлетает и летит коптер благодаря силе тяги двигателей. Стабильное положение в воздухе обеспечивается установленным на борту дрона гироскопом. Как видим, основные принципы управления довольно просты. И если, например, после команды на взлет, у коптера не получается приподняться, то проблема или в винтах, или в моторах. Другие компоненты выходят из строя заметно реже.

Современные бесколлекторные движки весьма надежны, поэтому, скорее всего, что-то не так с пропеллерами. О коллекторных двигателях этого сказать нельзя, и проверять в недорогих дронах нужно не только винты, но и моторы, тоже способные стать источником проблем.

Виды калибровок

Существует два способа настройки, триммирования и калибровки квадрокоптеров:

1. Механический. Если отклонения дрона в полете совсем незначительные, можно вручную подкрутить регулятор тяги, расположенный между сервоприводом и тарелкой конструкции.
   

   

2. Автоматический. Если дрон отклоняется от курса сильно и заметно, его настраивают при помощи пульта. Специальный триммер переводят в положение, противоположное крену аппарата.
   

   

Перед автоматической калибровкой дрона рекомендуется внимательно изучить инструкцию, чтобы разобраться в устройстве пульта управления и самого аппарата.

Для чего предназначены системы стабилизации воздушной съемки?

Основная задача подвеса с системой стабилизации, устанавливаемого на квадрокоптер, дать оператору (пилоту) возможность фотографировать или снимать видео без влияния на качество кадров вибрации или дрожания камеры. Внешние воздействия на съемочную систему возникают в ходе маневров дрона в воздухе, из-за работы двигателей и пропеллеров, а также от воздействия ветра или других внешних факторов.

Как правило, на подавляющем большинстве моделей коптеров камера может двигаться по желанию оператора. Если для работы камеры используется специальный подвес вроде DJI Zenmuse или DJI Ronin-MX, то возможностей для съемки становится еще больше, поэтому такие комплексы активно применяются для профессиональной съемки.

Виртуозная работа камеры обеспечивается, кроме всего прочего, идеальной работой 3-осевого подвеса со стабилизацией, который с помощью своих трех бесколлекторных двигателей может регулировать положение камеры по трем осям (панорамирование, поворот, наклон) после команды оператора.

Однако чистой механики, пусть и очень совершенной, недостаточно для эффективного функционирования подвеса в столь сложных условиях. поэтому на помощь приходят алгоритмы, позволяющие стабилизатору замечать разницу между преднамеренным движением камеры по команде с пульта или мобильного устройства (панорамирование или съемки в движении) от непреднамеренного движения, вызванного вибрацией или тряской во время маневра. Алгоритмы помогают стабилизатору заставить камеру работать плавно без дерганий и тряски.

Как настроить и откалибровать квадрокоптер

Настройку управления квадрокоптера осуществляют при проведении первого полета устройства. Первым делом необходимо установить в соответствующее гнездо аккумулятор, разместить дрон на ровной поверхности и включить аппарат. Около десяти секунд займет автоматическая настройка гироскопов, после чего можно будет переходить к подсоединению пульта управления. Алгоритм выглядит так:

• для трехосевых моделей — пульт включают и ждут семь секунд, когда повторяющиеся короткие сигналы сменятся финальным длинным, сообщающим об успешной синхронизации;
• для шестиосевых моделей — пульт включают и до упора поднимают вверх ручку газа, а потом опускают максимально вниз и дожидаются звукового сигнала.

Дальше необходимо перейти к практическому испытанию и триммировать квадрокоптер на открытой местности в безветренную погоду. Устройство поднимают в воздух и передвигают его в разных направлениях, наблюдая за креном:

• если дрон отклоняется вперед или назад, настройки требует левый рычаг;
• если влево или вправо, нужно триммировать правый стик;
• если коптер одновременно кренится вбок и вверх или вниз, следует настроить оба рычага.

Для калибровки пульта квадрокоптера необходимо воспользоваться триммерами тангажа, расположенными рядом с обоими джойстиками. Их аккуратно подкручивают в нужную сторону, пока полет дрона не станет ровным и послушным. Обычно один из джойстиков требует более тщательной калибровки, чем другой.

Важно! Автоматическую настройку проводят обычно первой. Уже после нее при необходимости выполняют механическую калибровку квадрокоптера для ликвидации незначительных отклонений.

Матчасть

Определим невязку — разницу между требуемым и реальным значением некоторой величины:

 — требуемое значение величины (угол с джойстика),

 — текущее значение величины (угол с датчика).

Зададим момент сил для угла

где

 — пропорциональная,

 — интегральная,

 — дифференциальная составляющие.

Знак минус говорит о том, что при положительных

воздействие направлено против отклонения.

В чём смысл этой формулы? Напишем уравнение динамики, положив

 — момент инерции.

Для простоты уберём интегральную составляющую (

где

Т. е. чем больше пропорциональная составляющая, тем более «резкой» будет реакция на воздействие (больше амплитуда). Чем больше дифференциальная составляющая, тем быстрее будет происходить затухание (больше декремент).

Из модели затухающих колебаний получаем выражение для коэффициента затухания:

Из возможных решений уравнения нам подходит режим, близкий к критическому (граница апериодичности,

) — нет отрицательного «перелёта» графика, переходный процесс короткий. Как видно, критический режим задается всего одним соотношением на коэффициенты ПИД-регулятора.

Интегральная составляющая устраняет статическую ошибку. Пусть невязка

Более подробный анализ уравнения ПИД-регулятора можно найти в других статьях: раз, два.

Настройка

• Параметр ANGLE_MAX задает максимальй угол наклона, который по умолчанию равен 4500 (т.е. 45 градусов)
• Параметр ANGLE_RATE_MAX задает максимальную запрашиваемую скорость вращения в крена и тангажа, который по умолчанию равен 18000 (180deg/sec).
• Параметр ACRO_YAW_P управляет тем, как быстро аппарат вращается на основе поступающих команд рыскания от пилота. По умолчанию равно 4,5 задаёт скорость 200 град/сек вращения, когда команда стиком удерживается полностью влево или вправо. Большие значения сделают его вращаться быстрее.
• Параметры стабилизации по крену и тангажу (параметр Roll P / Pitch P) реагируют на крен и тангаж которые задает пилот и ошибки между желаемым
  и фактическими углами крена и тангажа.
  По умолчанию параметр равен 4,5 будет задавать 4.5 град/сек скорость вращения для каждого одного градуса погрешности в угле.
• Чем выше значение Р тем быстрее аппарат будет наклонятся, чтобы получить нужный угол.
• Высокий P вызывает на аппаратах колебания взад и вперед, как на качелях – несколько раз в секунду.
• Низкий P вызовет медленные движения. Очень низкий P не даст чувтсвовать аппарат и может привести к аварии под влиянием ветра.
• Коэффициенты Roll/Pitch P, I и D – это термины контролирования двигателей на основе требуемой скорости вращения для стабилизации (т.е. угловой стабилизации) контроллером.
  Эти термины, как правило, связаны с отношением мощности к весу аппарата. более мощные аппараты требуют более низкие значения PID.
  Например квадрокоптер, который ускоряет очень быстро, возможно, придется установить параметры Roll/Pitch P равным 0,08 в то время как более вялым аппаратам можно использовать 0,18.
• Коэффициент Roll/Pitch P является наиболее важным параметром для настройки вашего квадрокоптера.
• Чем выше P тем сильнее отзывчивость мотора для достижения желаемой скорости поворота.
• По умолчанию Р = 0,15 для стандартного Arducopter (450 класс рамы).
• Коэффициент Roll/Pitch I используется для компенсации внешних сил, которые мешают аппарату поддерживать нужную скорость в течение длительного периода времени.
• Высокий коэффициент I позволит быстро нарастить и быстро снизится до нужного коэффициента, что бы избежать перерегулировки.
• Коэффициент Roll/Pitch D предназначен, что бы ослабить реакцию аппарата к ускорениям в заданых направлениях желаемого положения.
• Высокий параметр D может привести к необычной вибрации и эффекту “памяти”, когда чуствительность медленная или вовсе не реагирует.
• Эти значения столь низкие как 0,001 и высокие чем 0,02 – используются в завасимости от аппарата.

Смотрите AC2_attitude_PID для получения более подробной информации по настройке.

Прошивка конфигурации ArduCopter 3.1 и выше включает режим AutoTune , которая позволит вам автоматически определить лучшую стабилизацию и значения PID.

Не включается (не взлетает, не работает) квадрокоптер: ищем и устраняем причины

Если наши советы вам помогли, рады были вам помочь. Если неполадки остались – обращайтесь к нашим специалистам.

 RC-Hobby предлагает ремонт радиоуправляемых моделей любой степени сложности, а консультации по телефону мы даем абсолютно бесплатно.

Первая авария

Слишком большая дифференциальная составляющая на практике приводит к автоколебаниям, чего не должно быть в теории. Почему? Уберём все составляющие, кроме дифференциальной, и решим уравнение:

т. е. величина

превращается в линейную комбинацию

и её производной. То же самое происходит с моментом сил, который также является гармонической функцией в этом примере. При определенных

коэффициенты линейной комбинации могут быть такими, что возникнут незатухающие автоколебания.

Также результат работы составляющих ПИД приходится ограничивать по модулю. Иначе значение

Компромиссом является установка не слишком маленьких коэффициентов в совокупности с введением ограничения сверху на все три составляющие: пропорциональную, интегральную и дифференциальную.

Стоит сказать, что реальная коррекция в почти горизонтальном положении — около 1–2 попугаев процентов мощности моторов (полётная мощность около 60%).

Рассмотрим решение уравнения второго порядка (1), которое в одном из случаев является затухающей синусоидой.

На практике действительно получается что-то похожее (пример справа). Для демонстрации коэффициенты специально ухудшены для увеличения времени затухания. Оригинальную прошивку ESC пришлось заменить, т. к. она вносила существенную задержку, из-за которой математическая модель плохо описывала реальную систему.

Поскольку

Пид-регулятор приходит на помощь

Но и из пары барометр акселерометр можно извлечь нечто полезное, если применить к ним ПИД-регулятор (да-да, область их применения крайне обширна).

Итак, в чем главное слабое место нашего интегратора ускорения? В микро-ошибке, которая может возникнуть по разным причинам, описанным выше, при вычитании константы 1G. Если записать искомое ускорение в виде:

то, регулируя величину bias, можно управлять и первым интегралом (скоростью), и вторым (смещением). Итак, цель нашего ПИД-регулятора найдена. Но надо ещё знать ошибку. Сделаем допущение, что bias зафиксируется после наступлении некоей стабилизации параметров системы (температурных, вибрационных и т. д.).

Когда bias будет найден, показания акселерометра станут очень близки к истине и можно применить комплементарный фильтр, скрестив их с барометром. Величина коррекции этого фильтра и будет ошибкой, от которой будет отталкиваться ПИД-регулятор (он стремится свести ошибку к 0 за счет регулирования целевой переменной).

Дальше находим все три составляющие ПИД-регулятора. Пропорциональная (P) — это сама ошибка. Интегральная (I) — просто интегрируем её. Дифференциальная (D) — по теории надо дифференцировать ошибку. Но в ней сидят ужасные шумы барометра и акселерометра.

Такое дифференцировать страшно, поэтому применим хитрость — возьмем за D-составляющую найденную акселерометром скорость с отрицательным знаком. Так как D призвана ввести затухание в регулятор, скорость тут вполне сгодится — чем она больше, тем больше надо её «погасить».

Умножим каждый из компонентов на свои коэффициенты, сложим и получим bias. Но тут применим вторую хитрость — не будем прибавлять bias напрямую к ускорению, а прибавим только I-часть. Именно она описывает величину постоянно действующей ошибки, что соответствует нашему допущению о медленном изменении bias.

P и D части прибавим к скорости, умножив на dT (так как позаимствовали их из ускорения).Так как основная задача регулятора — найти постоянную составляющую ошибки, я решил настроить его достаточно «мягко», чтобы по минимуму влиять на кратковременные изменения. Но тут остается широкое поле для экспериментов, и все буде определяться поведением реальных датчиков.

Советы по настройке и калибровке квадрокоптера

Вообще, информация о триммировании должна содержаться в инструкции производителя. Также в ней всегда указывают, нужно ли вообще производить калибровку после покупки коптера, то есть, во время его первого полета. Но если вы купили китайский дрон за 50$, то нормальной инструкции может в принципе не быть. А если она и будет, то важная информация имеет право отсутствовать – все-таки сколько заплатили, то и получили.

Если вы раньше никогда не работали с коптерами, то далеко не факт, что сможете с первого раза его откалибровать. Новички, как правило, даже при правильных настройках не могут сразу же научиться держать коптер в зависшем состоянии. А если настройки сбиты, поддерживать такое состояние машины очень сложно – ее постоянно кидает в стороны, из-за чего реагировать нужно моментально.

Для калибровки не нужно выпускать коптер в воздух в замкнутом помещении, или в той местности, где куча препятствий. Как минимум за пятьдесят метров лучше пусть ничего рядом не будет. Хотя опытные управляющие способны работать с коптером даже в маленькой комнате, но ведь не все из вас опытные, не правда ли?

Не спешите с калибровкой. Для начала разберитесь в функциях своего пульта. В большинство случаев стик слева необходим для перемещения дрона в вертикальной оси (бывают исключения в зависимости от модели). Правый стик – это крены вбок, также он отвечает за наклон вперед.

Способ первый

Чтобы откалибровать квадрокоптер перед первым запуском, нужно перевести оба стика пульта управления в нижнее положение, а затем влево до упора. Когда прозвучит длинный звуковой сигнал, а светодиодная подсветка на дроне перестанет мелко моргать, дрон откалиброван и готов к запуску.

Это важно:

• чтобы режим «Headless mode» правильно сработал, перед его включением убедитесь, что пульт дистанционного управления находится точно сзади беспилотника.

Если после калибровки датчиков, квадрокоптер все-таки тянет в сторону, для его качественной стабилизации нужно произвести триммирование (точную настройку). 

Для этого используем триммеры снизу и слева от правого стика на пульте ДУ.

Если квадрик уводит влево, кликните несколько раз на кнопку триммера «вправо». Если замечаете крен вправо, то нажмите на триммере «влево» несколько раз. По аналогии настройте полет дрона вперед/назад.

В идеале, при запуске двигателей дрон должен подниматься в воздух и удерживать положение «без заносов». Добиться этого можно только в закрытом помещении или в абсолютно безветренную погоду.

Опытные пилоты производят триммирование в полете (нужно поднять дрон на высоту не менее 0,5 метра). Как начинающий летчик, можете пробовать настроить коптер на земле. То есть взлететь, увидеть в какую сторону заносит дрон, приземлиться, сделать несколько кликов на нужную кнопку триммера, а затем снова подняться в воздух, чтобы ощутить разницу. И так до тех пор, пока квадрокоптер не зависнет идеально в воздухе.

Медленно, но уверенно. 

Если не получается…

Если точная настройка квадрокоптера (триммирование) не дает нужного эффекта, возможно дело не в гироскопах. Может случиться, что двигатели расположены не симметрично или повреждены лопасти. Еще одна возможная причина – какому-то из моторчиков не хватает тяги, чтобы ровно поднять дрон в воздух. В этом случае не обойтись без опытного помощника или даже мастера.

Как пожелание…

Не спешите выжать из нового квадрика все соки в первый же день полетов!

Помните, что первые запуски, это для него всего лишь тестирование и проверка работоспособности, а для вас – проверка на выдержку.

Поэтому, не спешите, иначе рискуете разочароваться до того, как новинка принесет вам наслаждение.

Внутренняя система позиционирования дрона основана на работе гироскопа. В зависимости от показаний датчика, электроника автоматически регулирует обороты двигателей машины для поддержки стабильного положения. Система тестируется и запоминает настройки автоматически. Чтобы калибровать квадрокоптер, обычно достаточно:

• поставить устройство на ровную поверхность;
• включить питание или подсоединить аккумулятор;
• дождаться окончания тестирования.

Об окончании калибровки свидетельствует звуковой сигнал или световая индикация. Как делается настройка квадрокоптера, подробно изложено в инструкции по эксплуатации модели. У некоторых дронов процедура может быть сложнее. Например, чтобы откалибровать квадрокоптер, его нужно не только установить на ровную поверхность, но и покрутить в определенном положении по и против часовой стрелки.

Первый способ доступен владельцам коптеров, пульт которых оснащен триммерами регулировки. Они обычно распложены сбоку и снизу, пара для каждого джойстика. После того, как дрон поднят в воздух, выполняются следующие действия:

• при смещении вперед или назад, нажимается триммер сбоку от левого джойстика вверх или вниз;
• при вращении в какую-либо сторону недостаток устраняется триммером под левым джойстиком;
• смещения вперед-назад регулируются триммером сбоку от правого джойстика;
• уход влево-вправо компенсируется триммером под правым джойстиком.

Регулировка производится до тех пор, пока недостатки не будут устранены. Данная операция никак не влияет на работу дрона, делается калибровка только пульта.

Второй способ подходит для владельцев моделей без триммеров на пульте управления.

Совет! Пользоваться таким вариантом калибровки стоит только в тех случаях, когда машину тянет в сторону или ведет по направлению очень незначительно.

Чтобы компенсировать недостатки, потребуется настроить квадрокоптер. Операция эта долгая и кропотливая: следует подкручивать регуляторы двигателей для компенсации. После каждой попытки дрон поднимается в воздух для проверки правильности поведения.

Для дронов, у которых нет триммеров пульта, и присутствуют сильно выраженные отклонения, предусматривается процедура автоматической калибровки. Она подробно изложена в инструкции по эксплуатации.

Для того чтобы все прошло успешно и с первой попытки, рекомендуется как можно тщательнее выполнить начальную калибровку гироскопа дрона. Устройство устанавливается на ровную поверхность, включается, проходит предусмотренную производителем процедуру. Только после этого делается калибровка пульта.

Для систем, построенных на платах Ardupilot, предлагается программное обеспечение для изменения полетных параметров. Перед тонкой калибровкой, требуется задать начальные настройки регуляторов. Это делается следующим образом:

• включается пульт;
• левый джойстик устанавливается на максимум вверх;
• подключается питание дрона;
• электроника квадрокоптера сигнализирует готовность к базовой калибровке миганием светодиодов;
• отключается и снова включается питание дрона;
• после стандартного сигнала о состоянии батареи дрок издает короткий писк, что свидетельствует записи настройки максимальной тяги;
• левый джойстик опускается вниз до упора.

После того, как дрон издаст долгий сигнал — можно проверить работу двигателей. Затем газ убирают до минимума и отключают питание квадрокоптера для завершения начальной калибровки и установки параметрики по тяге. Дальнейшие тонкие регулировки производятся при помощи программного пакета mission planer.

Наша компания предлагает услугу по настройке многовинтовых летательных аппаратов любого назначения. В зависимости от сферы использования, наши специалисты выполнят настройку квадрокоптера таким образом, чтобы он был максимально отзывчивым и удобным для решения поставленных задач. Обычно услуга включает:

• Настройку электроники и аппаратуры управления;
• Настройку компаса, акселерометра и других датчиков;
• Настройку регуляторов скорости двигателей;
• Регулировку отзывчивости джойстиков (пульта управления);
• Прошивку или перепрошивку аппарата (в случае необходимости).

Правильно выполненная настройка квадрокоптера делает его максимально управляемым в любом режиме полета.

Итак, ваш новый квадрокоптер уже перед вами, но вы пока не умеете его запускать. С чего начать?

1. Первым делом нужно собрать дрон. Почти все они поставляются в частично разобранном виде, поэтому навыки сборки конструктора вам очень пригодятся.
2. Припасите запасной аккумулятор. Современные модели редко могут протянуть в воздухе больше 10 минут. А для полноценной тренировки этого времени не достаточно.
3. Обязательно прикупите несколько запасных частей. Аварии неизбежны, а особенно часто ломаются именно пропеллеры.
4. Далее следует откалибровать и настроить датчики: акселерометр, компас и GPS.

Остается только бегло просмотреть прилагаемую инструкцию и можно попробовать поднять в воздух свой первый аппарат.