# Быстрый старт на квадрокоптере Клевер 4

## Список оборудования

`clever-show` - это набор ПО для управления несколькими квадрокоптерами по сети. Для полноценной работы необходимо следующее оборудование:

* Один или несколько квадрокоптеров Клевер 4, работающих на базе ПО [clover](https://github.com/CopterExpress/clover).
* Компьютер с операционной системой Ubuntu 18.04 для управления квадрокоптерами с помощью серверного приложения.
* Wifi роутер, работающий на частоте 2.4 ГГц, либо 5.8 ГГц, если эту частоту поддерживают wifi модули коптеров и компьютера.

## Подготовка ПО

ПО для организации шоу коптеров состоит из 2х основных частей - серверного приложения и клиентской части, которая предоставляется в виде образа для Raspberry Pi.

> Серверное приложение и образ для коптера должны быть одинаковой версии для их совместной работы.

Актуальная версия образа на текущий момент: [v0.3](https://github.com/copterexpress/clever-show/releases/tag/v0.3).

> Обратите внимание: релиз v0.3 работает только для системы позиционирования по потолочным aruco маркерам.

Скачайте на компьютер [образ для Raspberry Pi](https://github.com/CopterExpress/clever-show/releases/download/v0.3/clever-show_v0.3.img.zip) и [исходный код](https://github.com/CopterExpress/clever-show/archive/v0.3.zip). Разархивируйте исходный код в удобную директорию.

## Настройка роутера

Для управления одним или несколькими коптерами требуется подключение коптеров и сервера к одной сети. Для этого требуется отдельный wifi роутер с известным SSID и паролем.

## Установка и запуск клиента

* Запишите образ на microSD карту, используя [Etcher](https://www.balena.io/etcher/).
* Вставьте флешку в Raspberry Pi на коптере и включите его. Дождитесь появления сети `clever-show-XXXX`.
* Подключитесь к сети коптера, используя пароль `cloverwifi`.
* Подключитесь к Raspberry Pi на коптере с помощью ssh, используя статический ip `192.168.11.1`, имя пользователя `pi` и пароль `raspberry`.

```bash
ssh pi@192.168.11.1
```

* После подключения выполните скрипт настройки клиента `client-setup` с указанными параметрами - название точки доступа (`SSID`), пароль точки доступа (`password`), имя коптера (`copter name`). Коптер переключится в режим клиента указанной точки доступа и настроит автозапуск клиента `clever-show` на Raspberry Pi.

```bash
sudo client-setup <SSID> <password> <copter name>
```

* Теперь при запуске серверного приложения настроенные коптеры будут отображаться в виде строк в таблице. Также можно подключаться к Raspberry Pi на коптере по его имени с добавкой .local через `ssh` в указанной при настройке wifi сети, например `ssh pi@clover-1.local`, пароль `raspberry`.

**Подробная документация по настройке клиентской части находится [здесь](client.md).**

## Установка и запуск сервера

* Установите [chrony](https://chrony.tuxfamily.org/index.html) на ваш компьютер для синхронизации времени с коптерами:

```bash
sudo apt install chrony
```

* Установите необходимые python-пакеты с помощью команды (запущенной из директории с исходным кодом)

```bash
pip3 install -r requirements.txt
```

* Подключитесь к wifi сети роутера, к которому подключены коптеры.
* Скопируйте [файл настроек chrony](../../examples/chrony/server.conf) в `/etc/chrony/chrony.conf`. Если ip адрес сети начинается не с `192.168.`, то исправьте адрес после слова allow в скопированном файле настроек.
* Перезапустите сервис chrony

```bash
sudo systemctl restart chrony
```

* Перейдите в директорию сервера из директории с исходным кодом и запустите сервер

```bash
cd clever-show/server
python3 server.py
```

* Через некоторое время коптеры с настроенным образом подключатся к серверу и отобразятся в виде строк в таблице.

**Подробная документация по настройке серверной части находится [здесь](server.md).**

## Подготовка коптера

Дальнейшие инструкции написаны для коптеров, элементы которых расположены согласно [инструкции по сборке](https://clover.coex.tech/ru/assemble_4.html). Полётный контроллер коптера должен быть предварительно настроен и откалиброван согласно [статьям по настройке](https://clover.coex.tech/ru/setup.html):

* Первоначальная настройка
* Калибровка датчиков
* Настройка пульта
* Полётные режимы

Перед тем как приступать к настройке программного обеспечения, проверьте, что коптер управляется с пульта в режиме `Stabilized`.

Включите коптер и запустите серверное приложение на компьютере. Дождитесь подключения коптера к серверу и отображения данных его телеметрии в таблице.

### Проверка позиционирования

Для автономного воспроизведения анимации все коптеры должны иметь настроенную систему позиционирования. Образ `clever-show` для коптера настроен по умолчанию на полёт с использованием `optical flow`: на коптере должен быть установлен лазерный дальномер, а камера должна быть наклонена вниз шлейфом назад. Данная система позиционирования подходит для демонстрации полёта одного коптера или же для синхронного полёта нескольких коптеров по одной и той же анимации внутри помещения.

Перед проверкой автономного взлёта проведите автоматическую проверку корректности настроек коптера согласно [статье](https://clover.coex.tech/ru/selfcheck.html).

Проверьте, что коптер удерживает позицию автономно: отметьте чекбокс около названия коптера и нажмите кнопку Takeoff в правой панели интерфейса сервера. Коптер должен взлететь на высоту, указанную в параметре `takeoff_height` раздела FLIGHT [конфигурации клиента](../../drone/config/spec/configspec_client.ini). По умолчанию эта высота равна 1 метр. Если коптер взлетел и удерживает позицию на высоте 1 метр, проверка пройдена. Посадите коптер на землю, нажав на кнопку `Land` или `Land All`. **Внимание!** Для вашей безопасности рекомендуется проводить проверку автономного взлёта с включенным пультом и возможностью перехвата коптера в режим ручного управления.

Вы можете настроить коптер на другую систему позиционирования. Официально поддерживаются следующие [системы позиционирования](https://clover.coex.tech/ru/programming.html#positioning):

* optical flow
* aruco
* gps

**Подробная информация про работу с системами позиционирования и их настройку находится [здесь](positioning.md).**

> После тестирования образа версии 0.3 выяснилась неработоспособность конфигурации системы позиционирования по умолчанию (optical flow). Для нормального функционирования требуется система позиционирования с постоянным потоком данных через топик визуальной позиции. Рекомендуемая конфигурация для образа 0.3 - [потолочные aruco маркеры](https://clever.coex.tech/ru/aruco_map.html#расположение-маркеров-на-потолке).

### Проверка работы светодиодной ленты

Светодиодная лента должна быть подключена к порту GPIO 21 Raspberry Pi и иметь не более 60 светодиодов для работы с настроенным по умолчанию образом `clever-show`. Проверьте работу ленты, выделив нужный коптер в таблице и нажав кнопку `Test leds` - лента на коптере должна 2 раза мигнуть белым цветом.

Описание настройки и работы со светодиодной ленты находится в [документации](https://clover.coex.tech/ru/leds.html) `clover`.

### Синхронизация времени

Для корректного воспроизведения анимации очень важна синхронизация времени между всеми коптерами, участвующими в анимации, и сервером. Чем точнее будет синхронизировано время, тем более согласованным будет полёт группы коптеров. В качестве инструмента синхронизации времени рекомендуется успользовать сервис [chrony](https://chrony.tuxfamily.org). Процесс установки и настройки данного сервиса для сервера описан [выше](#установка-и-запуск-сервера), в образе `clever-show` данный сервис уже установлен.

После первого подключения коптера к серверу, сервис `chrony` в коптере автоматически настраивается на подключение по ip адресу сервера и перезагружается. Однако на сервере сервис `chrony` может перестать посылать пакеты синхронизации времени при смене wifi сети и время между коптерами и сервером перестанет синхронизироваться. Разница между временем, пришедшим с коптера, и временем сервера отображается в столбце `dt` в таблице сервера. Нормальный уровень разницы по времени должен быть **не больше 0.1 секунды** (порядка 0.01 секунды), однако может быть и больше вследствие сетевых задержек при передаче телеметрии с коптера. Если разница по времени больше 0.1 секунды, рекомендуется перезапустить сервис `chrony` с помощью команды из верхнего меню сервера `Selected drones -> Restart service -> chrony`. Данная команда перезагружает сервис синхронизации времени на сервере (потребуется ввести пароль пользователя) и на коптерах.

## Подготовка и запуск анимации

По умолчанию в клиент уже загружена анимация [basic](../../examples/animations/basic/basic.csv):

<img src="../../examples/animations/basic/basic.gif" width="400px" alt="basic animation">

Красная линия - ось x, зелёная - ось y. Куб в анимации двигается в положительном направлении по оси x. Модуль воспроизведения анимации проведёт коптер по точкам, указанным в файле анимации, относительно системы координат, заданной в настройке `frame_id` раздела FLIGHT [конфигурации клиента](../../drone/config/spec/configspec_client.ini) (по умолчанию `map`). При этом коптер запустит двигатели перед взлётом и выключит их после посадки. Момент взлёта и посадки коптера определяется автоматически.

Информация о текущем положении коптера указана в столбце `current x y z yaw frame_id` таблицы сервера. Информация о стартовой точке анимации и времени, через которое коптер включит моторы, указана в столбце `start x y z yaw action delay`. Для первой проверки анимации важно, чтобы координаты в этих столбцах совпадали. Если это не так, самый простой способ решить эту проблему - перезагрузить коптер и дождаться его загрузки.

Проверьте воспроизведение анимации, нажав кнопку `Start animation`: первые две секунды коптер будет изменять цвет ленты, затем запустит моторы, взлетит на 1 метр вверх, затем пролетит 1 метр вправо и начнёт опускаться вниз. После касания земли в анимации коптер перейдёт в режим посадки, заглушит двигатели, и продолжит менять цвет светодиодной ленты до окончания анимации.

Результат выполнения анимации должен выглядеть так (с точностью до настройки коптера):

<img src="../../examples/animations/basic/basic_real.gif" width="400px" alt="basic animation">

**Подробная информация по работе модуля анимации находится [здесь](animation.md).**