Positionserkennnung

Dem Copter wird über einen Zeigestab seine relative Position übermittelt. Am Zeigestab sind 3 Leds (RGB = rot, grün, blau) angebracht. Die Leds bilden ein gleichseitiges Dreieck [Bild].

Anordnung: Rot = vorne links, blau = vorne rechts, grün = hinten Mitte.

Der Copter wertet über eine Kamera die Position der 3 Leds aus und berechnet aus diesen Werten seine Steuerbefehle:

  • Roll: Drehung um die Längsachse
  • Pitch: Drehung um die Querachse
  • Yaw: Drehung um die Hochachse
  • Throttle: „Gas“, Copter steigt oder sinkt

 

Bild aus: https://technikblog.ch/2013/03/projekt-multicopter-wie-funktioniert-ein-multicopter

 

Idealposition

Der Copter versucht, durch Steuerbefehle sich so zu positionieren, dass der

  • Mittelpunkt der Punkte (R,G, B) sich in der Mitte des Kamerabildes befindet,
  • die Punkte R und B den Abstand n haben und
  • der Punkt G sich in der Mitte der Gerade RB befindet:

Copterdrehung

Eine Drehung des Bildes resultiert aus der Schräglage entweder des Copters oder des Zeigestabs. Diese Drehung muss nicht ausgeglichen werden, da sie eine Folge der Copter-Positionsregelung (Roll) ist:

Versatz in Y-Richtung

Hier befindet sich der Copter zwar in der Idealposition. Allerdings ist die Kamera nicht optimal auf den Copter ausgerichtet. Optional kann daher die Kamera über ein Servo in ihrer Längsachse gedreht werden, um diesen Versatz zu korrigieren.

 

Versatz in X-Richtung

Dieser Versatz bedeutet, dass der Copter in seiner Hochachse nicht optimal in Richtung des Zeigestabs positioniert ist. Es muss eine Korrektur des Yaw Wertes erfolgen.

 

Abstand  RB entspricht nicht dem Idealabstand n

Dies bedeutet, dass der Copter zu nah (Abstand RB > n) oder zu weit entfernt (Abstand RB < n) vom Zeigestab positioniert ist.  Dies muss über den Pitch-Wert korrigiert werden.

Punkt G befindet sich nicht auf der Gerade RB

Ist G nicht auf der Gerade RB positioniert, dann ist der Copter zu hoch (G oberhalb von Gerade RB) oder zu tief (G unterhalb Gerade RB) positioniert. Dies muss über eine Änserung des Throttle korrigiert werden.

Punkt G befindet sich nicht in der Mitte der Strecke RB

Befindet sich G auf der Gerade RB näher an B, dann muss die Copterposition nach links korrigiert werden. Ist G näher an R, wird nach rechts korrigiert. Dies erfolgt durch eine Modifikation des Roll Wertes.

Gemischte Korrekturen

In der Praxis werden alle oben genannten Korrekturen gleichzeitig auftreten:

Berechnungspraxis

jkkjgkj

 

Was für einen sicheren Drohnen-Flug beachtet werden muss

Für einen sicheren Flug mit einer Drohne sollte folgendes beachtet werden:

  1. Die Drohne sollte mit einem Schalter an der Fernbedienung armed bzw gedisarmed werden können, damit die Motoren abgeschaltet werden können, wenn es eine Gefahr gibt
  2. Die Akkus der Fernbedienung sollten voll geladen sein.
  3. Die Propeller der Drohne sollten nicht beschädigt sein, das heißt nach einem Crash sollten immer neue Propeller verwendet werden, damit sie nicht während dem Flug zerbrechen.

Software Update 1.4.2017

Für die Erkennung des Markers wird ArUco mit OpenCV verwendet, weil es GPU-Beschleunigt auf einem Computer laufen kann und eine 3D Marker Erkennung bietet. Die Drohne soll über einen PCTx mit dem Computer gesteuert werden.

Schwierigkeiten:

  • OpenCV .lib Dateien nicht in der Version 3.2.0 vorhanden
  • .lib Dateien in der Version 2.4.13 nicht verwendbar für den Compiler von Visual Studio 2014

OpenMV habe ich noch nicht geschafft, weil die Erkennung von Markern ist nicht gut Dokumentiert ist (Umwandlung von OpenCV Haarcascades in Haarcascades, die mit OpenMV kompatibel sind)

Bestellte Teile

Rahmen Frame 450 Glass Fiber 13,23 € 295 g
Flugcontroller http://www.banggood.com/Upgrade-NAZE32-F3-Flight-Controller-Acro-6-DOF-Deluxe-10-DOF-for-Multirotor-Racing-p-1010232.html?rmmds=search 29.99 € 10 g
Naze32 rev6 with GPS 10,39 € 8 g
Motoren Racestar 2212 920KV 27,32 € 200 g
Propeller 1045 3,08 € 28 g
ESC´s 4x FVT LittleBee 20A 40,66 € 24 g
Batterie Eachine 11.1V 2200mh 3S 16,54 € 180 g
Batterie Halter 5x Battery Tie Down Strap 1,60 €

Fernbedienung – Flysky fs-i6 2.4g

Reciever zusätzlich – FS-iA6B Empfänger PPM Output