Систему позиционирования можно настроить в двух режимах: Двусторонний диапазон (Two Way Ranging (TWR)) и Режим с разным временем прибытия (Time Difference of Arrival (TDoA)). Процедура настройки более простая в режиме TWR. Также мы рекомендуем использовать этот режим, если вы собираетесь использовать систему в режиме TDoA, потому что переключиться на этот режим будет легче после настройки TWR. Это руководство описывает процесс использования режима TWR. А в конце дается инструкция, как переключиться в режим TDoA.
Чтобы проиллюстрировать размещение якорей, мы создали две системы: одну с 6 якорями и одну с 8. Система с 6 якорями больше подходит для режима TWR, в то время как для режима TDoA мы рекомендуем использовать 8 якорей.
Обновите Crazyflie до последней версии ПО системы позиционирования
Для использования системы позиционирования Loco необходимо обновить программное обеспечение Crazyflie до последней версии. Более подробную информацию о том, как обновить ПО, смотрите в разделе о загрузке последней версии в руководстве по эксплуатации микробеспилотника Crazyflie 2.X.
Также вам необходима последняя версия клиента Crazyflie.
Как установить плату позиционирования Loco positioning deck на микробеспилотник, смотрите в инструкции по установке плат расширения.
Подготовка якорей
Прежде чем настраивать систему позиционирования, вам нужно обновить ПО и настроить узлы связи.
Установка через Windows
Скачайте и запустите программу установки LPS configuration tool .exe для инструментов установки LPS.
Установка через исходный код (Linux, Mac, Windows)
Скопируйте репозиторий GIT с инструментами настроек LPS и следуйте инструкциям readme, чтобы запустить сервис.
Скачайте ПО для узла связи LPS
Для загрузки последней версии ПО для узла связи LPS пройдите по ссылке и скачайте файл «lps-node-firmware.dfu».
Обновление узлов связи
- Начните обновление узла связи с открытия инструмента настроек LPS. Удерживайте кнопку DFU на контактном выводе нажатой во время подключения к компьютеру через USB. Так вы запустите узел связи в режиме DFU.
- Если вы используете Windows, в первый раз узел связи не будет идентифицирован. Следуйте инструкции для установки драйвера USB с помощью Zadig. В режиме DFU в Zadig узел связи будет отображаться как «STM32 BOOTLOADER».
- Кликните на кнопку «browse» и выберите ПО узла связи LPS
- Обновите узел связи
- После установки обновления, перезагрузите устройство
Отсоедините узел связи от USB и повторите процедуру для каждого узла связи, прежде чем приступить к их настройке.
Конфигурация узлов связи в якоря
Теперь время настроить режим для узлов связи: преобразовать их в якоря и настроить индивидуальные идентификаторы для каждого якоря. Якоря должны быть пронумерованы от 0 и выше.
Совет: чтобы было легче идентифицировать якоря и управлять системой в будущем, можно отметить якоря их идентификаторами.
1. Подключите первый якорь к USB (не нажимая никаких кнопок)
2. Выберите нужный ID
3. Выберите режим «Anchor (TWR)»
4. Нажмите Apply, чтобы сохранить настройки на якорь
5. Повторите процедуру для каждого якоря
Размещение якорей в помещении
Расположение якорей
Для достижения хорошего результата воспользуйтесь практическими правилами по размещению якорей:
- Якоря должны быть равномерно распределены по всему помещению, где планируются полеты, на расстоянии как минимум 2 метров друг от друга
- У якорей должна быть линия видимости по всей площади помещения
- Антенна якоря должна располагаться на расстоянии 15 см от стены, потолка или металлического объекта, чтобы избежать мешающих полету бликов. Мы решили эту проблему с помощью подставок, напечатанных на 3d-принтере. В репозитории нажмите «Raw», затем выберите «сохранить как» и сохраните этот файл в формате stl.
6 якорей
На нашей 6-якорной демонстрационной установке мы разместили 3 якоря вверху и 3 якоря внизу, сформировав таким образом два треугольника, направленных в противоположные стороны.
На нашей 8-якорной демонстрационной установке мы разместили узлы связи по углам бокса, т.к. оценка позиционирования для TDoA работает лучше внутри закрытого пространства. Обратите внимание на порядок индентификаторов.
Включение якорей
Якорь можно включить тремя разными способами.
- Микро-USB. Подходит для фиксированной и портативной установки с использованием внешнего аккумулятора или адаптера питания.
- Кабель Barrel jack. Подходит для фиксированной или портативной установки с использованием адаптера питания
- Винтовая клемма. Подходит для фиксированной установки и сцепления. Размер кабеля до 0.5 мм2.
Их можно подключать одновременно, таким образом, к якорю может быть присоединена как винтовая клемма, так и кабель микро-USB для обновления или изменения настроек. Все кабели могут работать при напряжении от 5 до 12В, а источник питания должен обеспечивать силу тока не менее 150мА.
Настройка и верификация системы
В этом разделе будет показано, как настроить 8-якорную систему. Процедура идентична и для 6-якорной системы, где якоря 6 и 7 являются неактивными.
Откройте клиент Crazyflie
Теперь, когда все установлено и подключено, пришло время настроить систему. Это делается в клиенте Crazyflie. Обмен данными между клиентом и якорями происходит через Crazyflie и плату LPS.
- Поместите Crazyflie в центре летной зоны
- Откройте CF-клиент и присоедините его к Crazyflie 2.X
Щелкните вкладку LPS
Выберите вкладку LPS.
Вы можете найти ее в меню, чтобы сделать видимой: View->Tabs->Loco Positioning Tab.
Проверьте статус якорей
В поле статуса расположения якорей проверьте, чтобы количество зеленых полей совпадало с количеством якорей.
Красное поле говорит о том, что Crazyflie 2.X не может связаться с якорем и не получает никаких данных о его расположении. В этом случае убедитесь, что якорь настроен корректно, включен и находится в пределах прямой видимости.
Укажите расположение якоря
Для настройки положения якоря кликните на кнопку «Configure positions».
Откроется форма pop-up. Нажмите на кнопку «Get from anchors» для получения списка якорей и заполнения их значениями, хранящимися на якорях в данный момент.
Введите координаты якорей в вашу систему. Обратите внимание: размеры указаны в метрах.
Когда вы вводите новое значение, поле становится красным, показывая, что значение отличается от текущего, сохраненного на якоре.
Проверка расположения якорей
Проверка расположения якорей нужна для того, чтобы в дальнейшем исключить проблемы с позиционированием.
- В разделе Graph Settings переключитесь на режим «Anchor identification»
- Переместите Crazyflie ближе к одному из якорей
- Убедитесь, что нужный якорь отображается на графике
- Повторите процедуру для всех якорей и откорректируйте координаты некорректно настроенных якорей
Проверка предполагаемого расположения
- В разделе Graph Settings вернитесь к режиму «Position estimate»
- Перемещайте CF и следите, чтобы движение на графиках и в реальности совпадало
Калибровка завершена
Поздравляем, теперь система Loco Positioning откалибрована!
Переключение системного режима на TDoA
Если вы собираетесь использовать систему в режиме TDoA для управления полетами более чем одного Crazyflie, нужно изменить системный режим. Существует две версии протокола определения дальности TDoA.
- TDoA 2 работает с 8 якорями
- TDoA 3 работает с неограниченным количеством якорей, поэтому может использоваться для более масштабных систем, однако он является более шумным для системы с 8 якорями
Переключите Crazyflie в режим TWR
В разделе «Crazyflie status» выберете TWR-радио.
Это сделает кнопку «TDoA 2» активной в разделе «Anchor status».
Переключите якоря в режим TDoA
Для переключения якорей в режим TDoA нажмите на кнопку «TDoA 2».
Через несколько секунд все поля со статусом якорей должны стать красными – так они показывают, что Crazyflie 2.X больше не получает данные TWR от якорей.
Более подробную информацию о переключении системных режимов и устранении неполадок смотрите в разделе «Документация».
Переключите Crazyflie в автоматический режим
Подтвердите установку режима TDoA, кликнув кнопку «Auto» в разделе Crazyflie status и убедитесь, что поле TDoA2 стало зеленым.
Поля якорей также должны стать зелеными в тот момент, когда Crazyflie переключится на режим TDoA и начнет получать данные от якорей.
Если не все поля стали зелеными, пожалуйста, посмотрите инструкцию по устранению неполадок.
Следующий шаг
Теперь, когда вы освоили базовый функционал системы, вы можете приступить к полетам с использованием LPS.
Больше технической документации смотрите на странице о системе Loco positioning.