Как мы летающего робота собирали

Чего мы хотели
Есть у нас на факультете инноваций и высоких технологий МФТИ такой типа крутой курс — инновационный практикум. Если кратко — из студентов третьекурсников набираются команды, которые пытаются сделать что-то реальное, желательно связанное как-то с программированием и собственно современными технологиями. Вот этого мы и хотели добиться. Наш проект — сделать самолет(да, не нынче модные квадрокоптеры!), который будет уметь взлетать/садиться в автоматическом режиме, летать по точкам GPS, и снимать все, что видит, на встроенную камеру. FPV мы тоже хотели, но попозже.

Ремарка
Пост скорее не научно-технический, а из разряда кул-стори, в которой было много провалов, но и был какой-никакой успех. Так что все, кто хочет посмеяться и узнать, чего же мы наделали, прошу под хабра-кат.





Кто мы
Наша команда состояла из пяти студентов третьекурсников, и была скорее похожа на зоопарк:
два плюсовика, настоящий ios-разработчик, математик, и девочка, обязанная держать нас вместе и заставлять что-то делать.

Плюс с нами работали трое ребят из ABBYY, потому что наш проект был от этой компании.

Как мы сначала хотели все это делать
План был прост — покупаем на hobbyking простейший самолет в комплектации RTF(ready to fly), выдергиваем из него радиоприемник, вставляем туда ардуинку или, быть может, плату на АРМе от разбитого смартфона, ставим туда прошивку(в случае АРМа — ROS — robot operating system, Ардуинка — что-то из ardupilot, megapirat, multi-wii или какой-нибудь форк всего этого). После этого получаем то, что хотели, спокойно закрываем курс, а дальше занимаемся улучшениями всего этого дела — прикручиваем подвес камеры, делаем управление этим самым подвесом, пытаемся придумать еще какие-то фишки и добавляем их. Что из этого получилось? Эх… Ну хоть что-то.

Покупка комплектующих
Изначально мы заказали две копии достаточно популярного второго Бикслера — hobbyking.com/hobbyking/store/__32541__Hobbyking_Bixler_2_EPO_1500_KIT_.html,
Мозги были выбраны эти — www.hobbyking.com/hobbyking/store/__26588__MultiWii_PRO_Flight_Controller_w_MTK_GPS_Module.html

Заказав все это, мы стали ждать доблестную Почту России.
Тут сразу оставлю и отзыв про ХК — китайцы мало того, что оформляли покупку три дня, так еще и трекинг-номер не дали, и добиться его от них так и не получилось. В результате посылку мы заказали в середине марта, получили ее на День Победы, 9 мая… Семестр кончался уже.
В конце апреля мы поняли, что тянуть дальше и ждать мифическую посылку нельзя, и надо что-то делать.
В России был куплен самолет, наиболее крепкий(для первых полетов), который смог бы тащить нашу плату и, в будущем, камеру.

Вот и фотка самолета:

ПО
После долгих споров и попыток собрать что-то дельное, мы остановились на Ardupilot, который помимо того, что умеет много чего классного прямо из коробки, так еще и существует очень классная штука — APM Mission Planner, которая позволяет закладывать в плату миссии прямо из удобного гуя(что, как мы думали, понравится пользователям) + есть возможность также задавать миссии с помощью вашего планшета/телефона, необходима лишь поддержка USB OTG для установки миссии, и набор телеметрии на самолет, чтобы на ходу отслеживать его состояние и менять цели.

Первая сборка
Собрав этот самый красный самолет, мы очень долго и упорно настраивали ПИДы, потому что он не очень популярен, напоминал скорее кустарное производство, и нормальных готовых конфигов для него мы не нашли. Всего в прошивку требуется заложить 321 параметр, которые определяют, как прошивка будет управлять железом. Ничего хорошего из этого не получилось, взлететь в автоматическом режиме мы не смогли.

Новый самолет
Тут наступило 9 мая, и нас постигло счастье — приехали наши самолеты. Приехали правда в полностью разобранном состоянии, так что мы потратили вечер на их полную сборку.







Первый полет
Собрав самолет, мы пошли летать. Сначала, конечно, ничего не получилось — самолет не хотел автоматически выходить на миссию, не включал двигатель после запуска с руки. После этого мы покопались в конфигах и настройках — оказалось, что при включении питания плата выходила по дефолту не на тот режим работы — ждала подключения к ПК, а не пыталась стартовать выполнение миссии.

После этого был самый смешной и самый грустный момент наших полетов. Поздним вечером, после очередного запуска, самолет полетел. Подул боковой ветер, он попытался стабилизироваться, и… перевернулся… Мы перепутали полярность подключения серв, отвечающих за элероны… Однако, полет на этом не закончился — метров через 20 самолет добрался кверху брюхом до зоны посадки, и да, начал садиться. Учитывая, что полярность элеватора мы не перепутали, самолет ушел вертикально вверх, и зацепился за ветки дерева.

Фотоотчет того дня —







Как видите, мы укрепили нос и крылья самолета с помощью изоленты и монтажного скотча — и не зря. После всех аварий и падений, самолет стойко держался и летал, а времени уходило где-то по минут 5-10, чтобы приготовить его к очередному запуску.

Однако, первый день полетов закончился ничем — стемнело, а летать мы так и не научились.

Второй полетный день нам ничего полезного не принес — попытавшись полетать часа 2, наш самолет повис на высокой березе, и снимали его оттуда бравые местные лучники — толкинисты. Ремонт занял всю ночь.



Успех
До презентации нашего проекта оставалось всего 2.5 часа, на часах было 6 утра, а мы пошли пытаться летать.
Первый полет чуть было не стал последним:



Мы уже думали, что это фото станет единственным слайдом презентации нашего проекта.
Оказалось, во время запуска отошла JPI — перемычка на плате, которая определяет, откуда плата берет питание — от ESC самолета или же от USB.

Видео провала:



Однако мы починились, и нас ждал частичный, но успех.



Как вы видите, после запуска с руки включился автоматический режим, самолет скинул обороты(потому что управление перешло к плате), нырнул вниз, потом лег на курс, дошел до зоны посадки и более-менее мягко сел. К сожалению, оператору не повезло, и сняли мы это криво. Однако хорошо видно, как самолет держит курс и стабилизируется.
После этого полететь еще раз мы уже не смогли — JPI перемычка держалась на соплях и постоянно вылетала, да и время поджимало.

В ближайшем будущем планы приделать камеру и полетать на больших территориях, но это уже тема для будущего поста.

Если кому-то что-то интересно, готов ответить в ЛС/комментариях/еще одном посте.

p.s. А вот как мы оказались на дереве:



Источник: habrahabr.ru/post/224963/