Аналогично с тангажем, креном, рысканием. Иногда слово «угол» опускают и просто говорят: тангаж, крен, рыскание. Один из трёх углов (крен, тангаж и рыскание), соответствующих трём углам Эйлера, которые задают поворотное положение летательного аппарата относительно его центра. Газ, тангаж, крен, рыскание — если вы можете управлять этими четырьмя параметрами, значит вы можете управлять квадрокоптером.

Изменение угла рыскания принято считать в пределах +/- 1800. Управления производится посредством нажатия на педали. На практике рыскание используют для поддержания курса при маневрировании. Обычно камеру устанавливают с нулевым креном и называют ее камерой «без крена» («no-roll»).

После этого полетный контроллер делает хотя бы минимальную самопроверку и при ее успешном прохождении «армится» (к полету готов!) Другим жестом (газ = 0%, рыскание = 0%) квадрокоптер «дизармится». Таким образом, полетный контроллер должен непрерывно решать задачу, какую скорость вращения подавать на каждый мотор с учетом текущего значения угла крена и требуемого. Понятно, что как минимум должно зависеть от текущего угла крена () и желаемого угла крена (), который поступает с пульта управления.

Углы Эйлера. Крен (roll), тангаж (pitch) и рыскание (yaw)

Рыскание (рысканье) (англ. Yaw) — угловые движения летательного аппарата относительно вертикальной оси (вправо/влево). В традиции российской школы это означает отсчёт положительных углов против часовой стрелки, если смотреть сверху. Аэроплан кренится, поворачиваясь вокруг своей продольной оси; а крен — это величина поворота относительно горизонтали. Кроме того, мы будем использовать термины азимут (azimuth) и пеленг (bearing).

1 На рис. 7.4, в на конце вертикальной оси должны находиться стрелка и буква V. — Примеч. Рис. 7.6. Различные ориентации камеры: а) ориентация камеры; б) с креном; в) без крена Те же самые рассуждения можно применить и к камере. Крушение и потеря в поле. Автоматический поиск с воздуха средствами Qt и OpenCV.

Материал объемный, но постараюсь уложиться в 2-3 статьи.Сегодня нас ожидает: спойлер с видео, как наш квадрокоптер полетел; базовые понятия; PID-регуляторы и практика подбора их коэффициентов. Данный материал может быть интересен в том числе и людям, которые далеки, или пока только собираются заняться мультироторными системами. Сейчас поговорим про назначение основных узлов квадрокоптера, про то, как они взаимодействуют между собой, про основные понятия и про принципы полёта.

Чтобы управлять квадрокоптером без GPS и барометра нужна практика, а тем более, когда он глючит, переворачивается, летит не совсем туда, куда надо — а этого почти не избежать во время первых тестов. Во-вторых, вам будет во много раз легче программировать понимая, что нужно программировать и как оно должно работать в итоге. Поверьте: математика полета — лишь малая часть кода программы. У каждой конструкции свои плюсы и свое предназначение.

Разберемся, как наш квадрокоптер устроен внутри, и чем же должен заниматься полетный контроллер, который мы планируем программировать. Трехканальный скорее подойдет для маленьких вертолетов: без управления креном летать можно, но на квадрокоптере — не удобно.

Но мы хотим реализовать базовый — режим стабилизации (stab, stabilize, летать в «стабе»), в котором квадрокоптер держит те углы, которые ему задаются с пульта не зависимо от внешних факторов. Обычно это небольшая плата или коробочка с множеством входов и выходов.

Именно это мы и собираемся запрограммировать. Различных видов датчиков, которые можно задействовать, очень много. Мы будем использовать ставшие уже почти обязательными во всех квадрокоптерах трехосевой гироскоп и трехосевой акселерометр.

Процесс вычисления трех углов по показаниям датчиков — тема для отдельной статьи. Протокол» общения между регулятором и мотором нам не так важен, как «протокол» общения между полетным контроллером и регулятором, ведь нам предстоит из контроллера программно управлять регулятором. При всей кажущейся простоте, здесь кроется засада: полетные контроллеры бывают разные с разными настройками, регуляторы бывают разные, и минимум (1 мс) и максимум (2 мс) — не универсальны.

PWM с точно таким же принципом использует и бортовой приемник. Это небольшое устройство, получающая сигналы радиоуправления с земли и передающая их в полетный контроллер. Раз между приемником и контроллером свои товарищеские PWM отношения, то их тоже придется калибровать: пульты с приемниками бывают разные со своими диапазонами работы.

Мы свой интерфейс настройки будем писать на C++ и Qt в виде консольной утилиты. Элементарно сделать себе новый макияж и прическу, если зацепить стик газа на пульте, пока несешь включенный квадрокоптер. Состояние квадрокоптера «disarmed» означает, что моторы отключены и даже команда полного газа с пульта не имеет никакого эффекта, хотя питание подано.

В этом состоянии квадрокоптеры взлетают, летают и садятся. И все же для общего понимания полезно знать основные моменты. Их различают по емкости, напряжению и максимальной токоотдаче. Для того чтобы равномерно заряжать все банки предусматривается баллансировочный разъем с доступом к каждой банке отдельно, и использутся специальные зарядные устройства.

Ось и камеры без крена является горизонтальной — иначе говоря, она перпендикулярна оси у «мировых» координат. Часто этим жестом является удержание левого стика в правом нижнем углу (газ = 0%, рыскание = 100%) втечении пары секунд. Будем рассматривать квадрокоптер в двумерном пространстве, где у него есть только один угол — угол крена, и два мотора: левый и правый.

Читайте также: