mirror of
https://github.com/CopterExpress/clover.git
synced 2026-05-26 21:19:35 +00:00
1d4179bccf
* add artile copterhack2021 add article about race timing system * add artcile race timimng system again * Update race_timing_sys_copterhack.md * add a picture * finish article copterhack * Update race_timing_sys_copterhack.md * List Atomic Ferrets article * Add team name * Fix * Edit article * add contacts to "atomic ferrets" * Edit Co-authored-by: DenDenMushi <den.davletshin00@mail.ru> Co-authored-by: Oleg Kalachev <okalachev@gmail.com>
95 lines
7.3 KiB
Markdown
95 lines
7.3 KiB
Markdown
# Система засечки (хронометража) для дронов
|
||
|
||
[CopterHack-2021](copterhack2021.md), команда **Atomic Ferrets**.
|
||
|
||
Наша команда состоит из двух человек - Стецкий Сергей и Давлетшин Денис.
|
||
|
||
По всем вопросам обращаться на почту (bashirianboy@gmail.com) или [Телеграм](https://t.me/DenisNoLimit).
|
||
|
||
## Идея
|
||
|
||
На сегодняшний день существует множество засечек для дронов, но тех, которые производят в России, мало, а таких, которые бы имели приемлемую цену, еще меньше. Поэтому было решено сделать собственную систему засечки, которая давала бы весь нужный функционал, и производство которого было бы не столь затратным.
|
||
|
||
Ознакомиться с кодом проекта вы можно через репозиторий: https://github.com/stinger000/CopterHack2020_IR_LED.
|
||
|
||
## Принцип работы
|
||
|
||
Прелесть нашей системы в том, что ее концепция проста - использование чувствительного фотодатчика - фотодиода, и светодиода. Фотодатчик и ИК светодиод крепятся на ворота друг напротив друга, и светодиод все время направлен на датчик. Когда дрон пролетает через ворота, он на какое-то время перекрывает собой светодиод, и показания на датчике тут же меняются. На этом и основан принцип работы. Остается только подключить датчик к схеме, способной считывать световой поток, падающий на него, и затем отправлять сигнал о детектировании пролета на компьютер. Для наших целей мы использовали Arduino.
|
||
|
||
Для Arduino написан код, который обрабатывает постоянно поступающие на него сигналы с фотодиода. Затем используется имитация фильтра низких частот, сглаживающий шумы, которые по сравнению с реальным сигналами более низкочастотные. Фильтрация шумов помогает в том случае, когда датчик и светодиод разнесены далеко друг от друга, и световой поток в этом случае может смешаться с шумом.
|
||
|
||
На рисунке ниже изображена типичная временная диаграмма сигнала. "Ямы" образуются во время пролета через засечку. Синим цветом показан "сырой" сигнал, а красным - обработанный с помощью low-pass фильтра. Подбором параметров фильтра можно добиться того, чтобы принципиальный вид сигнала не менялся, а шумы сглаживались.
|
||
|
||
|
||
|
||
Алгоритм работает так, что пролет засчитывается поле того, как будет обнаружен спад и последующий подъем сигнала, а также амплитуда сигнала должна больше некоторого выставленного вручную минимума (зависит от шумов собранной системы).
|
||
|
||
Затем по Serial-порту Arduino отправляет специальный символ, который обозначает обнаружение пролета.
|
||
|
||
Компьютер, к которому подключена засечка, может считывать этот сигнал, и затем выводить на любой интерфейс.
|
||
|
||
## Результат работы
|
||
|
||
Вы можете посмотреть короткую видеопрезентацию:
|
||
|
||
<iframe width="640" height="480"src="https://www.youtube.com/embed/MEJdM9arz5c" frameborder="0" ; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture"> </iframe>
|
||
|
||
## Использование
|
||
|
||
Данный проект можно использовать для любых квадрокоптеров достаточно больших размеров. Условие, которое необходимо выполнить, это то, чтобы дрон при пролете перекрывал собой светодиод. То есть дрон должен попадать в довольно узкий диапазон. Это наглядно проиллюстрировано на рисунке ниже:
|
||
|
||
|
||
|
||
Для начала работы скачайте репозиторий с кодом обработки пролетов и репозиторий с пользовательским интерфейсом:
|
||
|
||
```bash
|
||
git clone https://github.com/stinger000/CopterHack2020_IR_LED
|
||
git clone https://github.com/stinger000/CopterHack2020_IR_LED_Desktop_GUI
|
||
```
|
||
|
||
Зайдите в папку Signal_handler репозитория `CopterHack2020_IR_LED` и откройте в Arduino IDE файл `AnalogReadSerial_filtered_v2.ino`.
|
||
|
||
Надо раскомментировать строки:
|
||
|
||
```cpp
|
||
//debug in plotter
|
||
//Serial.print(sensorValue); // uncomment this 4 rows
|
||
//Serial.print(" ");
|
||
//Serial.println(value);
|
||
//...
|
||
```
|
||
|
||
и закомментировать строку вывода символа в Serial-порт:
|
||
|
||
```cpp
|
||
// ...
|
||
if ( rising_edge & falling_edge )
|
||
{
|
||
// ...
|
||
// Send time by serial port to GUI
|
||
Serial.println(millis()); //comment this line
|
||
//...
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
Перепрошейте ваше Arduino этим файлом. Затем проверьте сигнал в плоттере.
|
||
|
||
|
||
|
||
По нему задать величину шума, получившуюся для вашей системы: за это отвечает переменная `noise`.
|
||
|
||
Например на рисунке ниже величина шумов (для отфильтрованного красного сигнала) достигает 10 единиц.
|
||
|
||
Затем закомментируйте и раскомментируйте обратно строки кода и перепрошейте Arduino.
|
||
|
||
В терминале запустите файл с графическим интерфейсом (# такой то файл):
|
||
|
||
```bash
|
||
cd CopterHack2020_IR_LED_Desktop_GUI
|
||
python main.py
|
||
```
|
||
|
||
Затем подключите Arduino через USB-кабель в ваш компьютер и нажмите "Connect".
|
||
|
||
Начало и конец отсчета замеров производится кнопками "start" и "stop".
|