Chciałbym pokazać film demonstrujący bieżący status komputera pokładowego AutoPitLot. Ostatnio APL nabył umiejętność obsługi sonaru. Pomiar wysokości przy użyciu sonaru jest znacznie dokładniejszy niż pomiar barometryczny, jednak ma ograniczony zasięg do ok. 1.5m.

Pomiar wykorzystywany jest do śledzenia dryftu temperaturowego czujnika ciśnienia, gdyż używam analogowych czujników bez fabrycznie zrobionej kompensacji i pomiar barometryczny potrafi odpłynąć kilka metrów. Sonar kasuje ten błąd dopóki widzi podłoże. Pozwala to również na automatyczne lądowanie na wysokości innej niż wysokość startu, np na dachu budynku.

Pracę sonaru dobrze widać na wykresie (kliknij obrazek aby powiększyć). Jeżeli chcesz obejrzeć więcej, to tutaj można pobrać log z całej serii 4 lotów.

Wysokość mierzona sonarem to zielona linia, wysokość mierzona barometrem to ciemnoniebieska a gruba jasnoniebieska to wysokość po filtrze Kalmana.

Czerwoną linią zaznaczony jest wyliczony dryft czujnika. Obecnie testowo dryft jest również liczony od wysokościomierza GPS, ale ten pomiar jest bardzo mało dokładny, wiec docelowo zrezygnuję z niego albo będę uwzględniał tylko na dużych wysokościach i długich lotach.

Podstawowe wykorzystanie sonaru to kontrola przyziemiania, gdyż przy samej ziemi pomiar barometryczny jest bardzo zakłócony przez efekt poduszki powietrznej tworzonej pod kopterem. Powoduje ona że próba automatycznego lądowania kończy się  zawisem na poduszce 5-10cm nad ziemią i kopter bez nie chce opaść niżej. Spore zakłócenia ciśnienia powodują że kopter podskakuje i ogólnie jest niestabilny. Część tych problemów daje się rozwiązać algorytmami, ale wszystkie algorytmy jakie przychodzą mi do głowy wykorzystują wysokość a gdy ta się rozjedzie pojawiają się problemy. Obecność sonaru uwiarygadnia wysokość a uśrednienie obu jej źródeł ładnie wspomaga manewry na niskiej wysokości.

Kiedyś sonary były drogie, ale obecność na globalnym rynku naszych żółtych braci sprawiła że sonar kosztuje teraz niewiele ponad 1$.

Tanie moduły mają deklarowany zasięg nawet do 4m, ale z tego co wypraktykowałem pewny zasięg  na podłożu trawiastym (trawa listopadowa czyli żadna) to minimum 1,2m a w porywach do 2,5m. Za rozsądny zasięg można przyjąć 1,5m. W pomieszczeniu na gładkiej podłodze i bez pracujących silników zakres jest bardzo podobny.

Spodziewałem się że podczas lotu pochylenie koptera będzie miało duży wpływ na wskazanie sonaru. Zrobiłem kompensację pochylenia oraz przy okazji kompensację wysokości zamocowania sonaru, ale wyniki są niemalże spójne. Na wykresie czerwoną linią są surowe dane, zieloną po odjęciu wysokości zamocowania (10cm) oraz kompensacji kata pochylenia i przechylenia.

Dopiero duże nachylenie typowe dla szybkiego lotu postępowego powoduje rozjeżdżanie się wyników, jednak nad ziemią zwykle nie wykonuje się  ostrych manewrów.