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ArduPilot开源代码之MatekSys Optical Flow 3901-L0X
- 1. 源由
- 2. 安装
- 3. 参数配置
- 3.1 配置光流定位
- 3.2 配置激光测距
- 3.3 辅助配置
- 4. 测试
- 4.1 光流数据测试
- 4.2 测距数据测试
- 4.3 飞行注意事项
- 4.4 实际飞行测试
- 5. 参考资料
1. 源由
之前介绍过MatekSys Optical Flow 3901-L0X模块：
【1】传感模块：MATEKSYS Optical Flow & LIDAR 3901-L0X
【2】iNavFlight之MSP v2 Sensor报文格式
当时主要是在inav固件上进行测试，整体感觉效果一般。
鉴于本次打算将电传模块换到VTOL飞机上去飞固定翼，
【1】Ardupilot开源飞控之VTOL之旅：配件规格
【2】Ardupilot开源飞控之VTOL之旅：配件试装
所以借着这个机会，将MatekSys Optical Flow 3901-L0X替换Mark4的电传，看下Ardupilot效果如何？
2. 安装
- 电源供电5V
- UART4_Tx/UART4_Rx用于通信
- 安装方法参考：传感模块：MATEKSYS Optical Flow & LIDAR 3901-L0X
3. 参数配置
3.1 配置光流定位
FLOW_TYPE = 7 (MSP)
FLOW_FXSCALER = -800
FLOW_FYSCALER = -800
SERIAL4_PROTOCOL = 32 (MSP)
SERIAL4_BAUD = 115 (115200 bps)
3.2 配置激光测距
RNGFND1_TYPE = 32 (MSP)
RNGFND1_MIN_CM = 8 to set range finder’s minimum range to 0.08m
RNGFND1_MAX_CM = 200 to set range finder’s maximum range to 2m
RNGFND1_ORIENT = 25 (Facing Down)
注：文档中不推荐使用这颗板载的激光测距传感，可能是测量距离太近(0~2m)，或者数据的稳定性受到环境影响较大。
3.3 辅助配置
-
Loiter和PosHold飞行模式下，需要提供：光流+测距+GPS定位信息。
-
FlowHold飞行模式下，仅需提供：光流位置信息。
-
定位优化：(GPS/IMU/OpticalFlow在15cm距离以内，通常对性能没有影响)；距离重心的位置；
Optical Flow
FLOW_POS_X, FLOW_POS_Y, FLOW_POS_Z
FLOW_POS_X = 0.05 set to 5 cm forward
FLOW_POS_Y = 0
FLOW_POS_Z = 0
IMU
INS_POS1_X, INS_POS1_Y, INS_POS1_Z
INS_POS2_X, INS_POS2_Y, INS_POS2_Z
INS_POS3_X, INS_POS3_Y, INS_POS3_Z
GPS
GPS_POS1_X, GPS_POS1_Y, GPS_POS1_Z
GPS_POS2_X, GPS_POS2_Y, GPS_POS2_Z
Range Finder (Sonar or Lidar)
RNGFND1_POS_X, RNGFND1_POS_Y, RNGFND1_POS_Z
RNGFND2_POS_X, RNGFND2_POS_Y, RNGFND2_POS_Z
Visual Odometry
VISO_POS_X, VISO_POS_Y, VISO_POS_Z
4. 测试
4.1 光流数据测试
opt_m_x,opt_m_y,opt_qua显示非零值，持续跳动。
OF.flowX,OF.bodyX,IMU.GyrX趋势和大小基本一致
OF.flowY,OF.bodyY,IMU.GyrY趋势和大小基本一致
4.2 测距数据测试
状态栏 rangefinder1不为零，且随着姿态、高度变化，数值缓慢线性变化。
4.3 飞行注意事项
- 飞行预检查，取消GPS检查项。
注：室内无GPS，若不取消，无法arm。
2. 第一次短距离STABILIZE 飞行（通常现在都是4.4.0以上的固件，所以大部分情况下采用的是EKF3算法）
EK3_SRC1_VELXY = 0 //we don’t want the optical flow being used by the EKF at this stage
短距离飞行后，下载日志检查：
OF.bodyX，OF.bodyY与IMU.GyrX,IMU.GyrY都有变化且趋势一致EKF5.meaRng变化趋势和范围与实际飞机高度变化一致
注：检查日志数据EKF5.meaRng，最新4.4.0固件XKF5.rng。
- HereFlow calibration - what and where is EKF5.meaRng
- What happened to meaRng?
- 第二次飞行
室内FlowHold起飞
EK3_SRC1_VELXY = 5 //OpticalFlow
EK3_SRC1_POSXY = 0 //不要GPS
室外Loiter起飞
EK3_SRC1_VELXY = 5 //OpticalFlow
EK3_SRC1_POSXY = 3 //GPS
注：通常户外是有GPS的，所以Loiter 是可以正常起飞；但是室内没有GPS，此时就需要使用FlowHold。
参考：Prearm: Need Position Estimate
4.4 实际飞行测试
这里配置了第二次室内飞行参数，验证MatekSys Optical Flow 3901-L0X的使用效果。
Ardupilot 4.4.0 Mark4 + MatekSys Optical Flow 3901-L0X + FlowHold
对比iNav光流悬停，详见：传感模块：MATEKSYS Optical Flow & LIDAR 3901-L0X
iNav
5. 参考资料
【1】传感模块：MATEKSYS Optical Flow & LIDAR 3901-L0X
【2】iNavFlight之MSP v2 Sensor报文格式
【3】MatekSys Optical Flow 3901-L0X