Автопилот для вертолета, какой выбрать

robis

Появление на рынке все новых моделей автопилотов для вертолетов подтолкнула меня к созданию этой темы. Всего пару лет назад еще не было устройств, которых можно было смело причислить к категории автопилот.
Предлагаю обсуждать ключевые параметры, плюсы и минусы уже существующих и будущих устройств этого типа.
Если посмотреть в историю, то “первооткрывателем” этого направления является немецкая компания CAPTRON Electronic с устройством HeliCommand Profi/GPS. Для своего времени это довольно серьезное устройство, способное неплохо удерживать вертолет в географической точке. Но он имел довольно высокую цену и существенный и физический вес, поэтому малоприменимое для нашего хобби.
В тоже время это первое устройство, которое имело полный набор необходимых датчиков для полноценной стабилизации и удержания модели вертолета в географической точке: акселерометры, гироскопы, магнитный компас, баро-альтиметр, GPS и дополнительно оптические и инфракрасный сенсоры. Но при всем этом HeliCommand Profi нельзя назвать автопилотом, его назначение - это стабилизация модели в пространстве (в том числе по высоте) с привязкой к географической точке.
Значительно позже появился первый FBL с акселерометрами на борту и с заявкой на будущий GPS от Skookum Robotics - SK-720. Но это в первую очередь FBL, а только во вторую стабилизатор с искусственным горизонтом для самовыравнивания модели. Наверное поэтому и качество стабилизации остается на втором месте и до сих пор.
Но инициативу в вопросе автопилотов очень быстро перехватила китайская компания DJI с целым перечнем новых продуктов и “Ace One” во главе. Ace One - это самый мощный и полноценный автопилот из существующих на рынке по сей день.
На сегодняшний день это 5 устройств:

DJI Ace One
DJI WooKong-H
Align APS Giro (3GX)
DJI Naza-H
Skookum SK-GPS (SK-720)

Перечисленные устройства имеют необходимый набор датчиков: акселерометры, гироскопы, магнитный компас, баро-альтиметр и GPS.

Вот составил табличку с ттх автопилотов. Кстати, зачастую автопилотами называют устройства ими не являющиеся, но при этом имеющие необходимый набор датчиков для полета по точкам или RTH (Return to home) - возврат в точку взлета. Например, DJI WooKong-H и DJI Naza-H имеют упрощенные версии софта, возможно чтобы не составлять конкуренцию для DJI Ace One.

Задумался, что выбирать…
С Ace One все понятно - все очень круто, но невозможно дорого.
WooKong-H смысла брать не вижу, инициативу перехватила Naza-H.
APS Giro - пока побаиваюсь, сыроватая система, но вроде проблемы с неконтролируемыми флипами уже правят последние прошивки 3GX. Возможно все будет хорошо.
SK-GPS - очень долгожданный, и наконец появившийся девайс, с очень приличным функционалом, возможно сыроват, неизвестно насколько реально готов выполнять заявленное. Информации по тестированию практически нет никакой.
Лично меня очень привлекает DJI Naza-H, наверное в силу своей цены, но не в ущерб качеству. Единственный минус - отсутствие RTH, но может и не всем он нужен.
Не теряю надежду на SK-GPS.

Zheleziaka
robis:

инициативу перехватила Naza-H.

мейби, вам стоит попробовать научиться хотя-бы висеть и делать хоть что-то на обычном ФБ верте без всей этой вышеперечисленной дряни ?

robis

Похоже вы не совсем поняли назначение автопилота… 😃
“вы просто не умеете их готовить” 😃

Поясню, назначение - FPV.
Более всего, на мои взгляд, интерстны две функции:

  • удержание в географической точке при отпускании стиков, т.е., где оставили верт и в каком положении и высоте - он так и останется сколько потребуется долго. Все просто, ветер, и другие факторы не должны влиять. Более того предполагаю, что со временем это может стать стандартной опцией любого верта.
  • Возврат домой (RTH) - это просто элементарное спасение вашей, возможно дорогой модели. Если вы, к примеру, улетели далеко и потеряли управление или картинку, да всякое случается… верт просто вернется сам, а не упадет неизвестно где.

Из другого… полет по точкам мне мало интересен, потому как важен именно живой полет. Еще может заинтересовать посадка как на лифте в очках, можно использовать малые шасси, кто пробовал - знает.

зы, ну а просто висеть-летать мы уже научились лет пять назад и 3d и fpv, просто хочется большего. 😃

mitmit
robis:

Значительно позже появился первый FBL с акселерометрами на борту и с заявкой на будущий GPS от Skookum Robotics - SK-720.

плохо изучили вопрос. профи имеет поддерку rigid режима - flybarless в каптроновской терминологии. превосходно работал у меня на 3м максиджокере с FBL головой. RTH тоже кстати присутсвует, но в неявном виде (в германии какие-то строгие ограничения на этот счет).

robis:

довольно высокую цену и существенный и физический вес, поэтому малоприменимое для нашего хобби.

Насчет цены вы наверно правы, насчет веса - на 450 и проч мелочь естесно не привесишь, а для 500го тирекса и выше вес profi не проблема.

robis
mitmit:

профи имеет поддерку rigid режима

Действительно, есть слово “rigit” или flybar-less, другая терминология - не обратил внимание.

mitmit:

RTH тоже кстати присутсвует, но в неявном виде

Не знал про RTH, нигде в оф.документах не встречал, но рад за них.
А вообще совсем не удивительно, что немцы “довели” полностью Hellicommand profi - это на них очень похоже. Систему в руках не держал, знакомился поверхностно из-за цены. Но, что успел просмотреть, оставило впечатление добротного и законченного устройства.

5 months later
inya

Как обладатель назы Н вставлю пять копеек.
Висит как прибитый при правильной настройке. В мануале абсолютно прозрачен. В режимах стабилизации - соосник. Есть нюансы по бародатчику, но только на малых высотах - иногда на полметра прыгает. Если допилят RTH - по соотношению цена\качество аналогов не будет

Александр_1-й
inya:

Если допилят RTH - по соотношению цена\качество аналогов не будет

Да нет им смысла RTH допиливать - создавать конкуренцию своему же старшему устройству.

9 days later
Videoru

А жаль. Не каждый может позволить такую дорогую систему. Все надежды только на Align APS GYRO, система летает стабильно, но очень боится вибраций, я уверен что дело времени.

Aleks65421

Допилят, старшая модель под промышленные дроны. А Align создал тренд на хоббийные решения, относительно, приемлемой стоимости с расширенным функционалом.
Учитывая, что сейчас более 4000 промышленных дрон платформ, скорее поменяется, в сторону расширения и усложнения, функционал старшей модели.

7 months later
DVK

Вот подумалось, а что если попробовать отделить мух от котлет? Т.е. пилотирование (стабилизация и т.п.) от самолётовождения (т.е. собственно автопилот). Для первого поставить, допустим, надежную, зарекомендовавшую себя Naza-H (или там скукум 720 или что там еще умеет надежно вертолетоводить), а для автопилотирования, т.е. приведения вертолета к точке старта (и не только) использовать какой-нибудь ардупайлот, опенпайлот и т.п.? Или, может быть, даже самолетный автопилот. Т.е. получится, что автопилот будет управлять не вертолетом, а Nazаой в режиме Atti, что гораздо проще. Какие мысли у гуру по этому поводу?

DVK

Так что, никто не скажет, почему это невозможно? Чтобы, допустим, EagleTree’шный автопилот при фэйлсейфе переключал, допустим, Naza-H в режим Atti и дальше вёл до дому?

robis

Это возможно… и я знаю, как это можно реализовать 😃
Уже думал о такой возможности в свете не желания DJI добавить RTH в Назу. Теоретически - идея рабочая, но есть некоторые нюансы…

kimu
DVK:

EagleTree’шный автопилот при фэйлсейфе переключал, допустим, Naza-H в режим Atti и дальше вёл до дому?

В принципе если в игле поменять местами газ с тангажём (ограничив полку в разумных пределах), и если логика назы похожа на скокумовскую, то может получиться.
У меня микробист на самолёте стоит в качестве стабилизации и прекрасно себя чувствует. Правда у знакомых самолётчиков мозг клинит когда пытаются этим чудом рулить, но мне после вертолётов в самый раз.

robis
kimu:

В принципе если в игле поменять местами газ с тангажём (ограничив полку в разумных пределах), и если логика назы похожа на скокумовскую, то может получиться.

Чтоб вертолет вернулся - так просто не выйдет… вопрос несколько глубже…
Для начала посмотрим, что из себя представляет самолетный автопилот EagleTree. Это пропорциональное управление по 2-м каналам, третий (газ) - он дискретный и поэтому считаем, что его нет.
Для того, чтобы это дело смогло работать на вертолете, необходимо из вертолета сделать самостабилизирующийся самолетный планер. Опираясь на стаб назы - это возможно и вертолет тоже можно вернуть, но только как самолет, - он не сможет зависать над домашней точкой, а будет кружить или нарезать восьмерки, в рамках настроек. Для этого, в иглах выбираем самолет с рудером и делаем след. соединения:

  1. канал_ОШ_приемника>элеватор_иглов_in,
  2. элеватор_иглов_out>канал_ОШ_назы,
  3. канал_рудер_приемника>рудер_иглов_in,
  4. рудер_иглов_out>канал_рудер_назы.
    Это позволит, опираясь на вертолетный планер, рулить высотой и рудером, а так же в целом, сохранить управляемость по алгоритмам RTH иглов.

Обязательные настройки для файлсэйв:

  • режим ATTI GPS вкл.
  • гувернер вкл.
  • наклон тарелки вперед на 15-20 градусов (примерно, подбирается практически)

Последняя опция обеспечит поступательное движение вперед. Можно выставить максимальную для ATTI, она будет ограничена сверху максимальной скоростью автопилота назы.
Возможное узкое место - диапазон регулировок PID контроллера иглов. Еще, мне не нравиться, - если мы летим низко и срабатывает RTH, вертолет сразу делает разворот, без набора высоты (х.з. может зависит от версии прошивки), но в любом случае, моментально высоту он не наберет, а там ведь могут быть препятствия.
Почему я отказался (года 2 назад) от идеи использовать автопилот иглов, совместно со скокумом?

  • мне совсем не понравилась надежность стабилизации скокума.
  • идея начала стремительно терять актуальность в связи с сообщениями о скором выходе бюджетных автопилотов с RTH от Align, Skookum и DJI.
    К сожалению, там до сих пор не все идеально, а теперь - это просто размышлизмы на эту тему… - но попробовать можно.