Новый автопилот?

[HardRock]

Есть идея написать новый автопилот, концептуально отличающийся от ныне существующих.

Не буду долго расписывать что не нравится в "пиксхавках и прочих омнибасах", напишу только ключевые отличия планируемого АП:
1. Переход с микроконтроллеров на Linux, т.е. непосредственно сам АП - это приложение, работающее на "нормальных" процессорах в "нормальной" операционной системе и на разных архитектурах - x86 / ARM / MIPS.
На это есть ряд причин, например относительная неограниченность вычислительных ресурсов.
2. Модульная архитектура, основанная на принципах потоковой обработки данных. Проще говоря, этот АП должен обеспечивать легкость добавления новых функций произвольной направленности: как новых датчиков / исполнителей, так и алгоритмов обработки входных данных и принятия решений. Например велик соблазн сделать инерциальную навигацию и попробовать использовать алгоритмы машинного обучения.
3. В качестве сенсоров и плат интерфейсов на начальном этапе использовать модули (beakout board) датчиков для DIY, которых огромное количество продается на алиэкпрессе. Датчики подключаются к интерфейсной плате (в частном случае к ардуине), которая по USB подключается к плате где крутится автопилот (например, это может быть малина). Получается условно неограниченное масштабирование. Захотел новых сенсоров, например мерить напряжение на каждой банке - купил ADC плату для ардуины, прописал датчики в конфиге и все. Нужно больше сервоприводов - купил PWM контроллер для ардуины... Не хватает пинов - купил USB хаб, подключил новую интерфейсную плату и т.д.

На данный момент идея в статусе проработки архитектуры и "что как делать".
Есть необходимая кодовая база для реализации модульной архитектуры.

Сочинять алгоритмы и прочее с нуля не нужно, предлагается опираться на открытые проекты, в первую очередь на iNAV.

Собственно ищу заинтересованных в участии. Необходимо знание C/C++ и опыт разработки под Linux. Приветствуется опыт в встраиваемых системах, а так же в электронике / схемотехнике или хотя бы владение паяльником и знакомство с ардуиной.
В идеале хочется собрать людей из Москвы чтобы можно было лично встречаться, обсуждать, облетывать.

[AlexOff]

Могу предложить помощь в сборке, распайке, монтаже, производство корпусов, решение задач по конструктивной части.! Москва - Королев

[svpcom]

Вы только что придумали PX4 :-)
Он изначально модульный и работает в том числе на linux'е

[lelik]

Вы только что придумали PX4 :-)
Он изначально модульный и работает в том числе на linux'е

Да и ardupilot вполне себе под linux работает, и тоже вполне себе модульный, хоть и коряво. И плат на ARM достаточно, как интегрированных, так и разных шляп с IMU/датчиками/коммуникацией. Есть только один вопрос - нафига это надо ?

[Lazy]

Да и ardupilot вполне себе под linux работает

Вспоминается АП - гибрид аппаратки с Малиной.


Но кто сейчас занимается изучением готового, если вдруг потный вал вдохновения?

[lelik]

Вспоминается АП - гибрид аппаратки с Малиной/

Их там как говна за баней, стоит только HCL к PX4/ardupilot почитать.

[Lazy]

почитать

Что сделать?

[HardRock]

Скорее придумал не PX4, а Navio2

Вообще идея лежит на поверхности и появление такого проекта - вопрос времени.

Зачем нужно:
получить полностью настраиваемый и легко расширяемый автопилот для которого не нужно специальных железок, который можно настроить под разные кейсы использования.

Суть НЕ в том чтобы сочинить автопилот заново, а в том чтобы взять самое лучшее из существующих и представить в новом формате. Т.е. ни чего революционного проект не принесет, только эволюционные изменения

Тот же АРМ - это по сути первопроходец в теме хоббийных или околохоббийных автопилотов, он создавался под микроконтроллеры и имеет соответствующую архитектуру - цикл обработки где последовательно вызываются шаги. Все что делается для микроконтроллеров имеет одинаковую архитектуру, если не используется RTOS, как в PX4. Но и RTOS дает определенные ограничения.

Предлагается полностью уйти от микроконтроллеров, т.е. считаем что данный АП будет работать только как приложении (сервис) в Linux с прицелом на многоядерные процессоры.
Все драйвера, алгоритмы и прочие модули должны быть представлены в виде "черных ящиков" из которых на уровне конфигурации строится конкретный автопилот. Каждый такой черный ящик работает независимо. Мы знаем что ему подавать на вход и что ожидаем получить на выходе и можем запустить / отлаживать именно этот блок или цепочку блоков без сборки все системы управления.

Это открывает большие возможности по использованию АП и по экспериментам с ним. Конечно, это может быть интересно только тем кто хочет делать беспилотники, а не просто летающие игрушки с функцией возврата домой.

[lelik]

Кроме NAVIO2 есть еще пяток аналогичных шилдов, половина из которых открыта, берите и экспериментируйте. Вернетесь к выделенной железке с АП и companion computer

[Lazy]

Я честно ХЗ чего вам в жизни не хватает. Летаю уже долгие годы на Папарацце и понять не могу чего ей может не хватать...

[alexeykozin]

Вернетесь к выделенной железке с АП и companion computer

+100500
ардупилот и по железу и по софту вполне самодостаточен и функционалу и по надежности, все что хочется расширить в виде пользовательских функций логично и правильно вынести на

1. компаньен компьютер - для функций требующих больших вычислительных мощностей - например визуальное ориентирование и распознавание образов

2. компаньен контроллер - где можно получать по мавлинку практически любые показатели полета, и используя простую ардуино среду реализовать пользовательский функционал.
при этом в случае если кастомные программы изначально будут содержать критические ошибки это не будет приводить к зависанию полетного контроллера - преимущество блочной архитектуры.

[HardRock]

Папарацци - интересный АП. Не использовал, только смотрел. Но это снова АП для МК.
А что хочется? Хочется например три гироскопа, два GPS, резервный канал управления/телеметрии по 3G, резервирование датчиков и управления, посадку по давлению аэродрома с коррекцией по камере. Ну это условно что можно хотеть для счастья А там где всё это не нужно - использовать только то что нужно, не меняя АП.

Вернетесь к выделенной железке с АП и companion computer

Выделенная железка возможна в отдаленной перспективе, но с процессором на борту. Идея в том что компьютер тут не компаньон, а главный.
Задача МК и внешних плат - сбор данных и взаимодействие с железом. Конечно можно часть задач отдать в МК, но вспомогательные только.

[svpcom]

Все уже придумано: https://dev.px4.io/en/ros/offboard_control.html
Подключаете ROS или пишете свою логику для работы с mavlink.
Отдельный контроллер автопилота дает hard realtime для цикла управления и возможность пережить сбой в высокоуровневой логике (например у вас случится kernel panic из-за кривого wifi драйвера)

[lelik]

Хочется например три гироскопа, два GPS, резервный канал управления/телеметрии по 3G, резервирование датчиков и управления, посадку по давлению аэродрома

Мне кажется, что Вы совершенно не знаете возможностей существующих железок и софта. Два комплекта IMU (а не только гироскопов) уже не экзотика, при использовании барометра - у нас все высоты по QFE, автопосадка - вполне себе работает, и т.д.

[Lazy]

А что хочется

Начало любой работы - изучение существующих решений. Когда изучите - поймёте, что уже всё, совсем всё...
"Всё украдено до нас" (ц)

[HardRock]

Украдено, да не так. Есть идея перекрасть более изящно

[lelik]

Ждем управления через 3G, не забудьте позвать на тесты

[HardRock]

В управление по 3G (управление в реальном времени) я не верю и как-то объяснял в теме на форуме почему это работать не будет, а вот выставление полетных точек и получение телеметрии - вполне.

[alexeykozin]

Ждем управления через 3G, не забудьте позвать на тесты

тоже придумано/украдено ключевое слово "виртурилка"

[lelik]

тоже придумано/украдено ключевое слово "виртурилка"

Не-не-не, Дэвид Блейн! Я хочу посмотреть на УПРАВЛЕНИЕ ЛА (не АП) по сетям 3G с их нелимитированными задержками. А если хорошо подумать - то с передачей телеметрии через мобильные сети не все однозначно, я сама крымчанка, дочь офицера.

[alexeykozin]

Я хочу посмотреть на УПРАВЛЕНИЕ ЛА (не АП)

коллеги тестили на виртурилке и управление краулером в китае из москвы и настоящим погрузчиком и настоящим легковым авто и мультикоптерами.
задержка конечно же есть, и рейсер дроном конечно же не порулишь, но на сегодняшний день виртурилка это пожалуй самая низколатнентная универсальная система способная гнать управление в одну сторону а видео в другую тем самым обеспечивая цифровое фпв (видеокотент тестов легко гуглится)

[lelik]

Расскажите мне про 3G между Китаем и Москвой

[HardRock]

Чем 3G между Китаем и Москвой отличается от 3G между Гаити и Лондоном?

[lelik]

Так, сетевики-теоретики, что-либо осмысленное в теме закончилось, управляйте железками хоть через 5ж, я пойду делами заниматься

[HardRock]

Давно пора)
За проектом виртурилки наблюдал некоторое время ещё когда она начиналась. Интересная и рабочая схема. Конечно, как писали выше, гоночным квадом не получится управлять, впрочем как и посадить самолёт.
Но болтаться на высоте - вполне. Главное чтобы покрытие было.

[Ed1975]

Кстати Алексей, вы не в курсе куда она делась, виртурилка эта? Тоже какое то время отслеживал, потом через время решил попробовать купить побаловаться, и не смог. И запрос писал и что только не делал, ни ответа ни привета. Не страшно, но любопытно что смпроектом.

[svpcom]

Я слышал, что они похоже поняли, что на хоббийном рынке у нас ловить нечего и переключились на корпоративные заказы.

[HardRock]

Судя по всему так и есть. Эта железка стоила дороже других бордов для прототипирования, при этом не имела каких-то внятных преимуществ и не решала задачу автоматического управления. При этом ручное управление движущимися, а тем более летающими аппаратами через интернет в общем случае невозможно.
Проще говоря, получить тот же функционал с тем же порогом входа можно было за меньшие деньги.

[Lazy]

можно было за меньшие деньги

Ясно. Вопросов к этому телу больше нет никаких.

[HardRock]

Закон рынка.
Социализм давно отменили, теперь все живут в капиталистическом строе.

[lelik]

Проще говоря, получить тот же функционал с тем же порогом входа можно было за меньшие деньги.

Вот и я вчера весь вечер пытался понять, что же в виртурилке вызвало такие восторги. Ну, TI, ну DaVinci - скорее всего, H.264 кодек там хорош. Все остальное - linux vulgaris плюс набор костылей на node.js для привлечения неискушенных покупателей, дабы голое железо не продавать.

По поводу управления аппаратами по интернету - это чисто для поржать, сделать можно, но практического применения не имеет, особенно в случае мобильного подключения обеих сторон.

Ясно. Вопросов к этому телу больше нет никаких.

Вов, мне линуксовый companion board вдвое большей производительности и впятеро меньшей площади в Москве обходится в $18. Да, без камерного разъема и хардверного H.264, но мне это и не надо, у меня все камера жмет.

[Lazy]

у меня все камера жмет

Вот тока ДаВинчи делает это качественней. Как они это реализовали - вопрос отдельный, сейчас мы это не обсуждаем.

[lelik]

Вот тока ДаВинчи делает это качественней

Чтобы злобно не оффтопить: это как раз вопрос железной архитектуры, моноблок или несколько специализированных железок. Не нравится TI - выкинул и поставил HiSilicon, оставив все остальное нетронутым. Не хватает CPU - поменял компаньена, а камеру, линк и АП оставил. А так - меняй все сразу, см. Parrot, например, там все, кроме питания, на одной плате.

[alexeykozin]

Кстати Алексей, вы не в курсе куда она делась, виртурилка эта? Тоже какое то время отслеживал, потом через время решил попробовать купить побаловаться, и не смог. И запрос писал и что только не делал, ни ответа ни привета. Не страшно, но любопытно что смпроектом.

я попробую связаться с автором.

[Realizator]

Всем привет!
Спасибо Алексею что кинул ссылочку на обсуждение.
Виртурилку мы делали в те времена, когда Малина еще на рынке не появилась. А когда появилась, она была без камеры - камера вышла на годик позже. Годного и готового на рынке ничего не нашли, сделали своё, так виртурилка и родилась.
Делалась она в 2011 году, на проце 2007-го года. На руках сейчас есть совсем небольшое количество плат. Периодически их покупают (в основном те, кто на ней уже делал проекты).
Если коротко - Малина победила. Дешевле, мощнее, лучше камера.
Наш последний проект по управлению через инет (пример того что было) был уже гибридным. Часть машинок было на виртурилке с модулем захвата аналогового видео, а другая часть на малине. Весь наш код давно на малину портирован.

Наша новая железка, звать StereoPi, ориентирована на другие штуки - у нее Raspberry Pi Compute Module внутри и поддержка работы с двумя камерами сразу. По сути это виртурилка 2.0 получилась. Стереозрение, 360 градусов, компьютерное зрение и так далее. Примеры использования там по ссылке.
В планах сделать несколько радиомодельных проектов на ней. В основном это объезд препятствий (так как по двум камерам можно строить карту глубин окружающего пространства).

Расскажите мне про 3G между Китаем и Москвой

Честно говоря, там в Китае был модуль 4G. Задержка итоговая была порядка 500 мс. Замерялась по разнице между подачей управляющего сигнала и начала смещения на видео. Понятно, что с ней можно только краулером рулить, и то осторожно. Это был просто пруф-оф-концепт. :-)

Вот и я вчера весь вечер пытался понять, что же в виртурилке вызвало такие восторги.

Да просто в те годы не было вообще никаких нормальных альтернатив, со сжатием h264 и такого размера. Нужно было курочить роутер, добавлять ардуину, цеплять вебкамеру (малины еще не было, помните?). Аналоговые камеры было не прицепить (а они тогда, да и сейчас, рулят по многим параметрам). Получался эдакий масштабный колхоз с ацкими задержками видео. Ну вот вместо него мы и сделали одну маленькую платку. Она была отличным инструментом в свое время.

[HardRock]

Не нравится TI - выкинул и поставил HiSilicon

Кстати, хочу попробовать считать АП на камере с HI3516 / HI3518. Там порядка 400МГц, должно хватить, особенно учитывая что связь с железом будет по USB и UART 115200 для начала.
Раньше делал упаковку видео h264 в текстовый (JSON + Base64) протокол с шифрование AES-256-CBC (не аппаратным) и отправкой по сети. На FullHD 25к/с процессора вполне хватало. Видео при этом забиралось из штатного софта камеры, т.е. была ощутимая дополнительная нагрузка.
Также делал захват непосредственно с аппаратного кодека MJPEG в FullHD 30к/с с отправкой по сети. Тут 100Mбит сети не хватало, процессор условно не напрягался.
Поэтому есть предположение что для обсчета автопилота его тоже будет достаточно. Плюс интересно попробовать сетап, когда ставится камера, ардуина с переферией (датчики, pwm драйвер) и свисток для Wi-Fi броадкаста.

На самом деле уже начал пилить проект, пока окружение доделать нужно.

Аналоговые камеры было не прицепить (а они тогда, да и сейчас, рулят по многим параметрам)

Их тогда цепляли и цепляют сейчас через изикап и его клоны:
https://www.aliexpress.com/item/Easy...857871479.html

Проект действительно был очень интересный для своего времени, но к сожалению не получил массовости.

[Realizator]

Их тогда цепляли и цепляют сейчас через изикап и его клоны:

Да, те кто это пробовал знают что это головная боль :-)

Проект действительно был очень интересный для своего времени, но к сожалению не получил массовости.

Именно так.

[alexeykozin]

Да, те кто это пробовал знают что это головная боль :-)

изикап пробовал, независимо от производительности компа лаг больше секунды

[lelik]

Виртурилку мы делали в те времена, когда Малина еще на рынке не появилась.

Респект вам и уважуха за это безо всяких шуток.

Честно говоря, там в Китае был модуль 4G.

Пофиг что было в Китае, все задержки все равно были в магистрали.

Плюс интересно попробовать сетап, когда ставится камера, ардуина с переферией (датчики, pwm драйвер) и свисток для Wi-Fi броадкаста.

Идете след в след по моим граблям. В конечном итоге приходите к необходимости развести свой шилд с IMU, PWM, ADC и прочим калом, паяете макет, разводите плату, считаете деньги и понимаете, что проще, дешевле и предсказуемее купить в городе кетае какой-такой АП на stm32F4xx за 5 копеек, на котором все это уже есть и который поддерживается вашим любимым стеком, прицепить к нему компанион и занаться чем-то более прикладным. У меня получилось как-то так:

[Lazy]

У меня получилось как-то так:

Ты своими мерзкими высказываниями убиваешь на корню творческий порыв. Ты мне противен, я тебя ненавижу и презираю. Вот.
Нельзя топтаться по мечте грязными коваными сапогами...