clever-show - это набор ПО для управления несколькими квадрокоптерами по сети. Для полноценной работы необходимо следующее оборудование:
- Один или несколько квадрокоптеров Клевер 4, работающих на базе ПО clover.
- Компьютер с операционной системой Ubuntu 18.04 для управления квадрокоптерами с помощью серверного приложения.
- Wifi роутер, работающий на частоте 2.4 ГГц, либо 5.8 ГГц, если эту частоту поддерживают wifi модули коптеров и компьютера.
ПО для организации шоу коптеров состоит из 2х основных частей - серверного приложения и клиентской части, которая предоставляется в виде образа для Raspberry Pi.
Актуальная версия образа на текущий момент: v0.4-alpha.6. Образ основан на образе clover v0.20. Внимание! Для работы на Raspberry Pi 4 светодиодной ленты необходимо обновить пакет rpi_ws281x. В некоторых ревизиях Raspberry Pi 4 может наблюдаться нестабильная работа
Инструкция для установки клиентского ПО clever-show на образ clover v0.21.* (с полной поддержкой Raspberry Pi 4) находится здесь.
Скачайте на компьютер образ для Raspberry Pi и исходный код. Разархивируйте исходный код в удобную директорию.
Серверное приложение и образ для коптера должны быть одинаковой версии для их совместной работы.
Для управления одним или несколькими коптерами требуется подключение коптеров и сервера к одной сети. Для этого требуется отдельный wifi роутер с известным SSID и паролем. SSID и пароль сети не должны содержать пробелов!
- Запишите образ на microSD карту, используя Etcher.
- Вставьте флешку в Raspberry Pi на коптере и включите его. Дождитесь появления сети
clever-show-XXXX. - Подключитесь к сети коптера, используя пароль
cloverwifi. - Подключитесь к Raspberry Pi на коптере с помощью ssh, используя статический ip
192.168.11.1, имя пользователяpiи парольraspberry.
- После подключения выполните скрипт настройки клиента
client-setupс указанными параметрами - название точки доступа (SSID), пароль точки доступа (password), имя коптера (copter name). Коптер переключится в режим клиента указанной точки доступа и настроит автозапуск клиентаclever-showна Raspberry Pi. Все три параметра не должны содержать пробелов и кавычек в названии!
sudo client-setup <SSID> <password> <copter name>
Пример:
sudo client-setup drone-show-wifi password_12345 clover-1- Теперь при запуске серверного приложения настроенные коптеры будут отображаться в виде строк в таблице. Также можно подключаться к Raspberry Pi на коптере по его имени с добавкой .local через
sshв указанной при настройке wifi сети, напримерssh [email protected], парольraspberry.
Подробная документация по настройке клиентской части находится здесь.
- Установите chrony на ваш компьютер для синхронизации времени с коптерами:
sudo apt install chrony- Установите необходимые python-пакеты с помощью команды (запущенной из директории с исходным кодом)
pip3 install -r requirements.txt- Подключитесь к wifi сети роутера, к которому подключены коптеры.
- Скопируйте файл настроек chrony в
/etc/chrony/chrony.conf. Если ip адрес сети начинается не с192.168., то исправьте адрес после слова allow в скопированном файле настроек. - Перезапустите сервис chrony
sudo systemctl restart chrony- Перейдите в директорию сервера из директории с исходным кодом и запустите сервер
cd clever-show/server
python3 server.py- Через некоторое время коптеры с настроенным образом подключатся к серверу и отобразятся в виде строк в таблице.
Подробная документация по настройке серверной части находится здесь.
Дальнейшие инструкции написаны для коптеров, элементы которых расположены согласно инструкции по сборке. Полётный контроллер коптера должен быть предварительно настроен и откалиброван согласно статьям по настройке:
- Первоначальная настройка
- Калибровка датчиков
- Настройка пульта
- Полётные режимы
Перед тем как приступать к настройке программного обеспечения, проверьте, что коптер управляется с пульта в режиме Stabilized.
Включите коптер и запустите серверное приложение на компьютере. Дождитесь подключения коптера к серверу и отображения данных его телеметрии в таблице.
Для автономного воспроизведения анимации все коптеры должны иметь настроенную систему позиционирования. Образ clever-show для коптера настроен по умолчанию на полёт с использованием optical flow: на коптере должен быть установлен лазерный дальномер, а камера должна быть наклонена вниз шлейфом назад. Данная система позиционирования подходит для демонстрации полёта одного коптера или же для синхронного полёта нескольких коптеров по одной и той же анимации внутри помещения.
Перед проверкой автономного взлёта проведите автоматическую проверку корректности настроек коптера согласно статье.
Проверьте, что коптер удерживает позицию автономно: отметьте чекбокс около названия коптера и нажмите кнопку Takeoff в правой панели интерфейса сервера. Коптер должен взлететь на высоту, указанную в параметре takeoff_height раздела FLIGHT конфигурации клиента. По умолчанию эта высота равна 1 метр. Если коптер взлетел и удерживает позицию на высоте 1 метр, проверка пройдена. Посадите коптер на землю, нажав на кнопку Land или Land All. Внимание! Для вашей безопасности рекомендуется проводить проверку автономного взлёта с включенным пультом и возможностью перехвата коптера в режим ручного управления.
Вы можете настроить коптер на другую систему позиционирования. Официально поддерживаются следующие системы позиционирования:
- optical flow
- aruco
- gps
Подробная информация про работу с системами позиционирования и их настройку находится здесь.
Светодиодная лента должна быть подключена к порту GPIO 21 Raspberry Pi и иметь не более 60 светодиодов для работы с настроенным по умолчанию образом clever-show. Проверьте работу ленты, выделив нужный коптер в таблице и нажав кнопку Test leds - лента на коптере должна 2 раза мигнуть белым цветом.
Описание настройки и работы со светодиодной ленты находится в документации clover.
Для корректного воспроизведения анимации очень важна синхронизация времени между всеми коптерами, участвующими в анимации, и сервером. Чем точнее будет синхронизировано время, тем более согласованным будет полёт группы коптеров. В качестве инструмента синхронизации времени рекомендуется успользовать сервис chrony. Процесс установки и настройки данного сервиса для сервера описан выше, в образе clever-show данный сервис уже установлен.
После первого подключения коптера к серверу, сервис chrony в коптере автоматически настраивается на подключение по ip адресу сервера и перезагружается. Однако на сервере сервис chrony может перестать посылать пакеты синхронизации времени при смене wifi сети и время между коптерами и сервером перестанет синхронизироваться. Разница между временем, пришедшим с коптера, и временем сервера отображается в столбце dt в таблице сервера. Нормальный уровень разницы по времени должен быть не больше 0.1 секунды (порядка 0.01 секунды), однако может быть и больше вследствие сетевых задержек при передаче телеметрии с коптера. Если разница по времени больше 0.1 секунды, рекомендуется перезапустить сервис chrony с помощью команды из верхнего меню сервера Selected drones -> Restart service -> chrony. Данная команда перезагружает сервис синхронизации времени на сервере (потребуется ввести пароль пользователя) и на коптерах.
По умолчанию в клиент уже загружена анимация basic:
Красная линия - ось x, зелёная - ось y. Куб в анимации двигается в положительном направлении по оси x. Модуль воспроизведения анимации проведёт коптер по точкам, указанным в файле анимации, относительно системы координат, заданной в настройке frame_id раздела FLIGHT конфигурации клиента (по умолчанию map). При этом коптер запустит двигатели перед взлётом и выключит их после посадки. Момент взлёта и посадки коптера определяется автоматически.
Информация о текущем положении коптера указана в столбце current x y z yaw frame_id таблицы сервера. Информация о стартовой точке анимации и времени, через которое коптер включит моторы, указана в столбце start x y z yaw action delay. Для первой проверки анимации важно, чтобы координаты в этих столбцах совпадали. Если это не так, самый простой способ решить эту проблему - перезагрузить коптер и дождаться его загрузки.
Проверьте воспроизведение анимации, нажав кнопку Start animation: первые две секунды коптер будет изменять цвет ленты, затем запустит моторы, взлетит на 1 метр вверх, затем пролетит 1 метр вправо и начнёт опускаться вниз. После касания земли в анимации коптер перейдёт в режим посадки, заглушит двигатели, и продолжит менять цвет светодиодной ленты до окончания анимации.
Результат выполнения анимации должен выглядеть так (с точностью до настройки PID коэффициентов):
Подробная информация по работе модуля анимации находится здесь.