Ремонт и диагностика платы ar drone 2.0

Привет, Хабр!

С недавних пор я стал увлекаться полетами на квадрокоптере AR.Drone 2.0, а именно с момента, как друзья подарили мне его на день рождения. Хотя на соревнования и «покатушки» с другими любителями времени нет, на нем довольно интересно полетать в том же офисе под веселые возгласы коллег. Да и поэкспериментировать можно – с дополнительными модулями и модами.

В этом посте я написал о собственном опыте эксплуатации и постарался собрать список советов. Если у вас есть подобный опыт – пишите о нем в комментариях, чтобы можно было составить максимально полное впечатление для начинающих летчиков. А у тех, кто планирует купить коптер – сформировалось взвешенное впечатление о гаджете.

В таблице я собрал все особенности Ar.Drone, выявленные за полгода полетов

Проблема	Описание	Решение
	9 минут на штатном аккумуляторе	Покупка аккумулятора большей емкости
	При обычной эксплуатации	Покупка запасных, несколько комплектов всегда должны быть под рукой
	При столкновениях и падениях	Покупка запасных
	При жесткой посадке может лопнуть крестовина, а «ноги» могут отлететь при столкновении с препятствием во время полета	Покупка комплекта из крестовины и т.д.
	Кожух для помещений постоянно ломается при малейшем столкновении, часто его травмируют сами винты, которые он и должен защищать	Клей
	25 метров с iPhone 5, 50 метров с iPad 2	Необходимо использовать роутер, внешнюю антенну для дрона
	Множество непонятных приложениий, а управление со смартфона не очень удобно	RC мод, переход на традиционный пульт для радиоуправляемых моделей
	Карбоновые приказали долго жить после первой аварии, хрупкие	Вернул штатные, но необходимо иметь пару комплектов в запасе
	Не вмещается в корпус	Сделать новую крышку или доработать напильником
	После падения или потери связи нужно вручную отключать аккумулятор	Вывод отдельного тумблера
	С GoPro на борту коптер летает тяжело, в кадр попадают пропеллеры	Для GoPro нужен просто другой коптер
	После нескольких посадок крышка начала съезжать и загораживать нижнюю камеру	Сделать новую в перспективе, а пока спас клеящий пистолет
	Конструкторы придумали слишком сложную трансмиссию, она хрупкая и шумит	Замена втулок на подшипники, но это мало влияет на шум, остается только смириться

Кратко об AR. Drone 2.0

Для тех, кто не особо интересовался этой темой. Квадрокоптер позиционируется производителем как «дрон дополненной реальности» - Augmented Reality Drone. Он работает под операционной системой Linux, при этом управление вы можете осуществлять с устройств на Android и iOS. В моем случае это iPhone 5S. API у дрона открытый, что позволяет допиливать его по необходимости для участия в различных соревнованиях.

Но об этом на Хабре писали неоднократно, так что лучше почитайте этот обзор .

Технические характеристики

Процессор: 1GHz ARM Cortex A8
Видеопроцессор: 800 MHz DSP TMS320DMC64x
RAM: 1Гбит DDR2 RAM
Операционная система: Linux 2.6.32
Моторы: 4 х 14,5 Вт, 28500 RPM
Контроллеры моторов: 8 MIPS AVR CPU
Максимальная скорость: 18 км/ч
Фронтальная камера: HD 720p
Камера на дне: QVGA 320х240
Штатный аккумулятор: Литий-полимерный, 3 ячейки, 11,1V, 1000 mAh.

Проблема длительности полета решается приобретением аккумулятора на 2000mAh, но аккумуляторы большей емкости толще и в штатном корпусе держатся плохо. Это регулярно приводит к проблемам в полете.

Аккумуляторы. Видна разница в толщине, что тоже не было предусмотрено изначально. Однако сейчас аккум на 2000mAh продается того же размера, что штатный на 1000mAh.

2. Изнашивание шестеренок

Родные шестеренки на винтах не отличаются долгожительством, после аварий они теряют зубцы и их приходится менять. Изнашивание неоригинальных шестеренок происходит довольно быстро даже в режиме бережных полетов, но стоят они недорого и закупить их сразу можно десяток.

3. Поломка шестеренок

Более того, в случае удара винтом шестерни попросту выходят из строя. Любые столкновения во время полета чреваты тем, что зубцы будут “съедены”.

Первым делом я приобрел несколько комплектов запасных шестерней, за время использования на моем счету итого 4 комплекта.

4. Рама

Вы слышали про эффект Даннинга-Крюгера? Это когда вы свои способности преувеличиваете. Я уверен, почти все испытывали его в первый раз при полетах на квадрокоптере. И почти все каким-либо образом квадрокоптер роняли и бились им об стену.

Из этого выходит следующий недостаток: при жестких посадках можно сломать раму, о чем часто пишут. Поломать ее мне, правда, не удалось, зато одна из “ног” отлетела при столкновении со стеной во время порыва ветра. Крестовина осталась целой. Но лучше заранее предусмотреть возможность сломать её и докупить комплект. Вообще, даже в штатном режиме у Ar.Drone весьма некультяпистая автоматическая посадка .

Фото утраченной «ноги».

Защита шестеренок из карбона отдельно была преобретена мной и установлена, это существенно увеличило срок службы шестеренок.

5. Корпус

Настоящим «лидером» по ремонту является кожух для полета внутри помещений. Регулярно запуская комптер в офисе, так как он появился у меня зимой, каждый второй из полетов заканчивался легкой аварией. Приходилось брать в руки клей.

Это навело меня на мысль о необходимости найти или же сделать самому кожух покрепче. Это план на будущее.

Кожух для полета на улице лишен ободов, защищающих лопасти, выглядит явно круче.

За время экслуатации и он несколько раз серьезно пострадал.

Нижняя часть корпуса используется постоянно, поэтому ее тоже пришлось укреплять.

6. Радиус полета

Радиус полета - еще одно слабое место. Я летал с iPhone 5S и 4S, и радиус полета при этом составлял около 25 метров. В случае c iPad 2 радиус достиг 50 метров, но все равно, особо не разгонишься.

7. Управление

Управление под iOS отличается невысокой чувствительностью и большим временем отклика. А в случае, если во время полета вам кто-то позвонит, то квадрокоптер зависнет в воздухе, а если вы решите пару минут поболтать, то дрон просто приземлится на ту же точку, над которой его застиг звонок. Даже если там озеро, кишащее крокодилами.

На такой случай было бы круто иметь автовозврат к месту взлета.

Кроме того, есть еще одно неудобство с управлением. Сейчас в App Store есть куча приложений для управления дроном, все они оформлены весьма похоже, а при запуске одного из приложений оно может предложить запустить уже другое. В итоге на моем телефоне 5 приложений для Ar.Drone и я до сих пор не очень понимаю, для чего они? Так случилась из-за того, что производитель расскрыл API, и теперь каждый может написать и опубликовать свое приложение для полета на этом квадрокоптере.

8. Пропеллеры

Внезапно штатные пропеллеры работают отлично. Иногда пишут, что это расходные материал, и лучше закупать их пачками.

В моем случае все вышло иначе: я закупил карбоновые пропеллеры, но в итоге вернулся на родные пропеллеры и продолжил летать с ними. Вид уже потрепанный, но летают они нормально.

Карбоновые пропеллеры отработали всего несколько дней, после очередной аварии была сорвана резьба у втулок, а новые втулки и болты отдельно от винтов найти пока не удалось.

9. Установка GPS модуля

Модуль GPS предназначен для того, чтобы заставить ваш квадрокоптер летать в нужных направлениях автономно. Например, следить за работой заключенных на плантациях. Я повелся на него и хотел протестировать возврат к точке взлета, так как летать у меня получается только в городе и чаще всего над крышами соседних офисов. А полюбившийся подарок потерять не хочется.

Этот модуль пока мне кажется бесмысленным и беспощадным расширением. Родной софт для полета по GPS выглядит крайне убого и неудобно, по крайней мере на iOS. Мне так и не удалось полетать по GPS еще вот по какой причине: размещение штатного usb разъема в Ar.Drone 2.0 удобно для установки флешки, но для подключения модуля крайне не удобно. Приходится просто вкладывать модуль во внутрь, он там свободно болтается и при полетах это мешает, флипы делать нельзя.

Однажды во время флипа под резким порывом ветра аккумулятор вместе с модулем GPS выпали, открыли кожух дрона, что в итоге привело к падению и тяжелым травмам аппарата.

Тут тоже хотелось бы иметь другой кожух, в котором было бы предусмотрено место для модуля.

10. Сброс питания

После каждой аварии или потери связи нужно открыть крышку дрона, отсоединить колодку питания, после чего с аппаратом снова можно работать. Гораздо удобнее было бы иметь для этих целей отдельную физическую кнопку. Это не самая удобная процедура .

11. Небольшая грузоподъемность

Хотя квадрокоптер способен поднять в воздух камеру GoPro, сразу же после этого управлять им становится не очень-то легко, его вертит из стороны в сторону от малейшего ветерка. Поэтому приходилось пользоваться штатной камерой, разрешение вполне приличное.

12. Крышка дна

Дно квадрокоптера защищено тонкой крышкой, которая может слегка отклеиться и закрыть собой нижнюю камеру. Аппарат начинает думать, что под ним - препятствие, и пытаться его обойти, вытворяя полнейший ад, стучась об стены, людей и пугая несчастных котиков.

Кстати, эти две огромные белые штуки – колпачки от бутылки с жидкостью для очистки маркерных досок, после потери одной из опор пришлось придумывать что-то очень быстро. Двусторонний скотч и смекалка спасли ситуацию.

13. Шум

В отличие от больших дронов, между двигателем и пропеллеров есть шестеренки, втулки и вал, а смазать их нельзя по объективным причинам. Втулка была заменена на подшипник, чтобы уменьшить уровень шума. Но после приземления в траву или на грязную дорогу шестеренки встанут, так как на смазку просто налипнет пыль. Приходится просто мириться с шумом.

На фотографии желтые – родные медные втулки, а стальные – специально заказанные мной микроподшипники. Не уверен, что этот мод объективно снизил шум, но впечатления от работы несколько улучшились.

В ходе подготовки этого поста мы планировали снять крутое видео с красивыми полетами Ar.Drone в ограниченном пространстве. Но случилось страшное: дрон стал вести себя неадекватно – вначале он атаковал нашего милого оператора, налетев со спины, а позже целился и в припаркованные неподалеку автомобили. Полеты пришлось свернуть, а видео собрать из того, что получилось.

Небольшой бонус: краш-тест блондинки глазами квадрокоптера

После этой аварии дрон начал сходить с ума, например этот цирковой номер он исполнил совершенно произвольно и без команды оператора.

Несмотря на все описанные истории, мне очень понравился Ar.Drone. Это очень крутая игрушка за свои деньги, которая требует ухода и обслуживания. Очередная авария только разжигает интерес, а впечатления от полета – незабываемы. Я однозначно снова отремонтирую свой дрон и до наступления зимы еще не раз планирую полетать. А так же постараюсь исправить существующие проблемы, но об этом я планирую рассказать в другой раз.

Такс такс, сегодня оказывается суббота, поэтому GPS и OSD для MD533AL смогу купить только в понедельник, это меня огорчило.
В место этого мне принесли на починку AR.Drone 2.0, с поломкой - не взлетает:)

По начало к этому дрону я относился не серьезно, какая то пластиковая детская леталка. Но узнав что у него на борту стоит 1GHz ARM Cortex A8 процессор с 800 MHz DSP TMS320DMC64x для видео. 1Гбит DDR2 RAM на 200MHz. И управляется это всё с помощью Linux 2.6.32. я немного изменил свое мнения:), так там целый комп на борту с линуксом, и можно писать что то свое для этой платформы. Соединение с «пультом» управления (коим являются iOS и Android девайсы) происходит по WiFi. Для ориентации в пространстве у него стоит ультра звуковой дальномер и вертикальная камера QVGA (320х240), 60 fps с углом объектива 64 градуса. Её AR.Drone использует для замерения горизонтальной скорости.
После тыкаья мыканья стало понятно что аккумуляторы в ноль посажены, замерил напругу на них, один ваще не але, на втором 3.7 вольт. На акуме написано что он LiPo 3S и напряжения должно быть 11.1 вольт. Стало понятно что на банках стоит контроллер питания, и который ушел в защиту из за сильного разряда банки, ниже 2.7 вольт например, контроллер просто отключает банку от входа питания.

Через балансный разьем дергать банки я не решился, т.к. не знаю распиновку его, поэтому пришлось зверско вскрыть один акум.
После чего каждую банку по отдельности подключал к своему лабораторному БП и под заряжал банку до 3.4в током 600мА (дернул с того света).
Ну вот, узнав распиновку балансного разьема, можно смело оживить второй акум через него.

Подзарядил все банки до 3.4 вольт, и ставим их на свою штатную зарядку. Пока акумы заряжаются я решил написать этот пост, вдруг кому то пригодиться.

Квадрокоптеры Рarrot представляют собой дроны миниатюрных размеров, которыми можно управлять с помощью обычного смартфона. Для квадрокоптера Рarrot характерна высокая скорость и маневренность в закрытом помещении и на открытом пространстве. Виртуозные трюки drone Рarrot способен выполнять благодаря специальному приложению. Также аппараты оснащены ультразвуковым датчиком, который позволяет с высокой точностью определять траекторию полета дрона. Наличие вертикальной и дополнительной камеры позволяет делать качественные кадры.

Типичные неполадки квадрокоптеров Рarrot

Самой распространенной причиной механических повреждений дронов является их падение на землю или в водоемы, столкновение с деревьями, проводами и другими объектами. Как следствие – корпус и другие элементы получают механические повреждения. Устранить небольшие дефекты и трещины можно с помощью специального клея или ленты. Для устранения более серьезных проблем потребуется профессиональная помощь и аппаратура. К стандартным неисправностям, характерных для дронов марки Рarrot относятся:

● потеря радиосвязи с коптером;

● неисправность пульта ДУ квадрокптером;

● неполадки в работе системы стабилизации;

● высокая/низкая чувствительность квадрокоптера;

● низкое качество или невозможность записи видео;

● физическая изношенность отдельных компонентов и блоков;

● дефекты, полученные от механического воздействия.

Во время эксплуатации квадрокоптеров могут возникать и другие неполадки, в том числе, плавающего характера.

Цены на услуги по ремонту квадрокоптеров Parrot

Наименование услуги	Время ремонта	Цена,руб
Замена крестовины	30 минут	от 1500
Замена шестеренки/лопасти/оси	1 час	от 2 000
Замена навигационной/материнской платы	1-2 часа	от 4 000
Замена электродвигателя	1-2 часа	от 3 500
Замена основного корпуса с камерой	2 часа	от 4 000
Косметический ремонт корпуса	1-2 часа	от 2 000
Ремонт электродвигателя	1-3 часа	от 3 000
Ремонт материнской/навигационной платы	1-3 часа	от 3 000
Установка подшипников для AR.Drone	40 минут	от 1 000
Установка комплекта для радиоуправления для AR.Drone	30 минут	от 1 000
Настройка WiFi репитера для AR.Drone (увеличение дальности)	30-60 минут	от 2 000
Восстановление аккумулятора AR.Drone	от 30 минут	от 1 500
Замена прыжкового механизма Jumping Sumo	2 часа	от 3 000

Квалифицированное обслуживание квадрокоптеров Рarrot

Специализированный сервисный центр предлагает широкий спектр услуг по диагностике, ремонту и техосмотру квадрокоптеров Рarrot. Мы располагаем всеми ресурсами, которые позволяют выполнять работы быстро и качественно – опытными мастерами, современным оборудованием и запасом оригинальных комплектующих. Для точного выявления неполадок в обязательном порядке проводится квалифицированная бесплатная экспресс-диагностики.

Для замены мы используем только оригинальные запасные части, отличающиеся высоким качеством и совместимостью. Мы также проводим профилактические техосмотры аппаратов, которые позволяют своевременно выявить и быстро устранить неполадки, продлить срок полезной эксплуатации квадрокоптеров.

В нашем сервисном центре доступные цены на ремонт и обслуживание, а также официальная гарантия на выполненные работы.

Информация о ценах на ремонт и имеющиеся в наличии комплектующие размещена на сайте сервисного центра. Созвонившись по указанным телефонам с менеджерами, можно получить квалифицированную консультацию по интересующим вопросам.

Как тебе уже должно было стать понятно к этому моменту, сборка квадрокоптера - увлекательная, но непростая затея. Для тех, кому интереснее ковыряться с софтом, а не сборкой, лучше подойдут готовые модели. В 2010 году компания Parrot выпустила рыночную версию квадрокоптера AR.Drone. Это было первое решение для массового потребления, которое имело адекватную цену и полную открытость для энтузиастов электронщиков и программистов. Аппарат стал однозначным хитом. В этой статье мы хотим рассказать о второй версии этого квадрокоптера - AR.Drone 2.0, который вышел в 2012 году.

Технические характеристики

Квадрокоптер Parrot AR.Drone 2.0 оснащен четырьмя моторами мощностью 14,5 Вт, которые выдают 28 500 RPM. В редукторе используются шестерни из нилатрона для понижения шумов. На контроллере каждого мотора используется 8 MIPS AVR CPU, а сам контроллер влагоустойчив. Максимальная скорость полета - 18 км/ч. На борту квадрокоптера установлены две видеокамеры:

фронтальная HD-камера с разрешением 720p, 30 FPS с углом объектива в 92 градуса;
нижняя QVGA-камера (320 х 240), 60 FPS с углом объектива 64 градуса. Ее AR.Drone также использует для замеров горизонтальной скорости.

«Мозги» дрона представляют собой 1 ГГц ARM Cortex A8 процессор с 800 Гц DSP TMS320DMC64x для видео, 1 Гбит DDR2 RAM на 200 МГц. И управляется это все с помощью Linux 2.6.32. Соединение с «пультом» управления (которым в штатном варианте являются iOS- и Android-девайсы) происходит по Wi-Fi. Так что коптер несет на себе Wi-Fi-точку. Ориентация в пространстве происходит за счет трехосевого гироскопа, трехосевого акселерометра, трехосевого магнитометра (магнитный компас), датчика давления и ультразвукового высотомера (на самом деле дальномера). На борту также есть USB-разъем для подключения внешнего накопителя. GPS-приемника в штатной комплектации нет, но об этом чуть ниже.

Несмотря на то что AR.Drone - это коммерческий продукт для конечного потребителя, его компоновка позволяет без проблем подключать к нему дополнительные аппаратные компоненты или вмешиваться в работу существующих. При подвеске на дрон дополнительного оборудования весом до 150 граммов это не сказывается на качестве его полета - динамике и стабилизации. При подключении аккумулятора к квадрокоптеру происходит загрузка его ОС и инициация систем. Также включается Wi-Fi-точка, к которой можно подключиться любым Wi-Fi-устройством. Изначально управление коптером доступно только с iOS- или Android-девайсов, но на projects.ardrone.org можно найти способы для подключения с ноутбуков и настольных ПК с Wi-Fi. Поскольку у AR.Drone есть открытый API, то подключаться к нему можно с чего угодно, лишь бы там работал софт с использованием штатных библиотек.

В базовом функционале квадрокоптер формирует пару с мобильным устройством и в дальнейшем подключение к его Wi-Fi-точке возможно только с этого устройства. И разумеется, есть возможность разрыва пары при необходимости. Использование Wi-Fi - определенная дыра в безопасности дрона. Почему? Да все очень просто: подключаемся ноутбуком к его точке. Зная его IP-адрес, запускаем сканирование портов и получаем, что 23-й порт открыт. Подключаемся к дрону:

> telnet 192.168.1.1 23 BusyBox v1.14.0 () built-in shell (ash) Enter "help" for a list of built-in commands. # echo $USER root

Таким образом, мы просто можем зайти на квадрокоптер с правами root. Что это дает? Ну, например, в рамках контеста Positive Hack Days CFT 2012 было задание на перехват управления дроном, которое успешно решили. А на соревновании DroneGames 2012 был продемонстрирован вирус, которым заражался один дрон, и далее тот начинал заражать им другие дроны в зоне видимости, перехватывая управление ими. Имея под рукой BusyBox и рутовый доступ к нему, можно делать и не такое. Это полезная функция для энтузиастов, но дыра в безопасности для злоумышленников. Поэтому для Wi-Fi AR.Drone можно установить защиту WPA2, используя мод ardrone-wpa2 из GitHub и защитить свой дрон от кулхацкеров. Еще один недостаток Wi-Fi - у него ограниченный радиус действия, при выходе из которого квадрокоптер принудительно приземлится. Что будет под дроном в этот момент: ровная площадка, лес или вода - его не сильно волнует. Конечно, можно без проблем поставить более мощную Wi-Fi-антенну для расширения радиуса, но есть и другие способы. Например, при помощи Arduino и типовых для авиамоделирования модулей приемника и передатчика радиус полета дрона повышается до 1,5–2 км. Но можно сделать радиус полета вообще практически бесконечным - с помощью той же Arduino и GSM-модуля координировать полет дрона можно через сотовую сеть. Главное, чтобы в зоне полета было устойчивое сотовое покрытие.

Глаза

Видеокамеры, установленные на борту квадрокоптера, играют разные роли. Фронтальная камера транслирует видеопоток 720p по Wi-Fi на управляющее устройство. Этот поток можно записывать на устройстве (эту функцию предлагают стандартные приложения) или подключить внешний USB-накопитель к самому дрону, и запись будет вестись на него. На накопителе должно быть минимум 100 Мб свободного пространства и файловая система FAT32.

Вертикальная камера, расположенная в нижней части корпуса дрона, дает QVGA-разрешение. В ПО AR.Drone заложена функция отслеживания горизонтальной скорости с использованием вертикальной камеры по принципу, аналогичному принципу в компьютерных мышках.

Говоря о видео, нельзя не упомянуть звук: микрофонов на борту AR.Drone нет. Это понятно, потому что шум от четырех моторов забил бы любой микрофон. Опыты, проведенные с подвешиванием камер GoPro к AR.Drone и записью видео со звуком, показали, что качество звука даже при использовании алгоритмов шумоподавления оставляет желать лучшего. Но что мешает кому-то выйти с гениальным решением этой проблемы и удивить весь мир?

При всем при этом на борт дрона можно установить динамик и, пролетая над компанией друзей, транслировать Вагнера и его «Полет валькирий».

Крылья и тело

Эксплуатация дрона предполагается как в помещении, так и на открытых пространствах. В комплекте предусмотрены два сменных кожуха из вспененного полипропилена. Этот материал легок, но обеспечивает достаточную жесткость конструкции. Кожух для полетов в помещении имеет защиту винтов, которая сможет предохранить от несильных столкновений. Для полетов на открытом пространстве используется облегченный вариант кожуха, не имеющий защиты винтов, как следствие, он весит почти в два раза меньше.

Поведение в воздухе регулируется настройками приложений. Углы, скорости реакций, ограничения высот и ряд других параметров хорошо регулируются настройками. Квадрокоптер умеет делать боковой переворот на 360 градусов. Выполнять этот маневр лучше с запасом высоты, так как на завершающем этапе он теряет где-то 40–50 см высоты. Остальные же маневры выполняются в штатных приложениях или за счет наклона устройств, тогда приложение получает информацию с гироскопов мобильного устройства и передает команды на рули, или за счет нарисованных на экране джойстиков. Возможна и комбинация этих методов.

При полете в помещении можно включить функцию поддержания высоты, которую дрон определяет с помощью ультразвуковых дальномеров (на высотах менее 6 м), но тут есть особенность: если в комнате стоит стол, то, пролетая над ним, дрон немного наберет высоту, так как поверхность (стол) стала к нему ближе, чем была (пол). Надо учитывать это, чтобы квадрокоптер не уперся в потолок.

Также у дрона есть функция стабилизации полета, которая пригождается как в помещении, так и вне его. В помещении винты квадрокоптера создают воздушные возмущения, которые, отражаясь от близко стоящей мебели или других предметов, способны влиять на сам квадрокоптер. Поэтому в плотно заставленных комнатах дрон немного покачивается от собственных воздушных потоков.

Вне помещений стабилизация пригождается для борьбы с ветром. При слабом ветре дрон достаточно хорошо себя стабилизирует, но на сильном (особенно на высоте) его заметно качает. Говоря о метеоусловиях, нельзя не упомянуть, что инструкция не рекомендует использовать AR.Drone в дождь и снег. Это связано с открытостью многих элементов (контроллеров моторов, самих моторов) и подверженностью их коррозии.

AR в DRONE

Теперь пара слов о том, почему дрон имеет такое название. Название AR.Drone происходит от Augmented Reality Drone. Создатели сразу закладывали идею создания дополненной реальности при помощи квадрокоптера. Реализуется эта идея простым способом: на картинку, получаемую с камер устройства, накладываются дополнительные образы, и вокруг этого строятся игры. В App Store от Apple есть ряд бесплатных игр, выпущенных Parrot и использующих подход дополненной реальности. Коротко о некоторых из них:

Бесплатное приложение от Parrot, доступное для скачивания в App Store и Google Market. Приложение предоставляет возможность для пилотирования AR.Drone и обновления его прошивки. После запуска (особенно первого) лучше сразу запустить функцию проверки наличия обновленной прошивки, и если она есть, то поставить ее.

Интерфейс управления Freeflight

При пилотировании доступны два инструмента управления дроном: вращение вокруг собственной оси и управление высотой; управление перемещением в горизонтальной плоскости. При наклонах смартфона дрон будет следовать в направлении наклона (вперед, вправо, влево, назад). На основной экран приложения во время полета выводится информация с камер, и есть возможность переключать вид между фронтальной и вертикальной камерами. Отдельно вынесены икнопки взлета, посадки и аварийного отключения винтов. В приложении множество настроек, которые влияют на высоту взлета при взлете, скорости реакции на движения смартфона, максимальные углы кренов квадрокоптера и многое другое. Но есть нюанс - на смартфон людям иногда звонят, и это может случиться во время пилотирования. Пока вы будете думать, принимать звонок или нет, квад зависнет в ожидании решения. Если вы примете звонок, то квад продолжит висеть, а по окончании звонка автоматически приземлится. Поэтому лучше десять раз посмотреть, какая поверхность сейчас под ним, а то сядет на дерево или в лужу.

Упасть «камнем» в штатной ситуации он может только в одном случае - если нажать кнопку аварийного отключения питания. При этом винты моментально обесточиваются. Во всех остальных случаях он или сядет сам, или дождется, пока его посадят. Также в приложении есть социальная составляющая, которая называется AR.Drone Academy. Но об этом чуть ниже. Субъективно приложение оставляет приятное впечатление - запустил, и полетели.

AR.Rescue - очень занимательная штука. В комплект поставки дрона входит специальная картинка, которую дрон распознает как базу. Она будет использоваться для посадки и как центр происходящих событий. При запуске одной из миссий в пространстве вокруг дрона (виртуальном, естественно) появляются различные предметы, которые надо собирать. Количество зависит от объема доступного помещения. По мере сбора предметов начинают появляться неприятельские летательные объекты, которые надо сбивать ракетами. AR.Hunter - мультиплеер-игра, где один игрок управляет дроном, а второму лучше убегать. Здесь идет игра в войнушку между человеком, на котором специальная кепка, и дроном. У человека также смартфон, и он может «стрелять» по дрону. Но кепка в комплекте с дроном не идет, а быстро найти ее не получилось. Хотя на eBay она, конечно, есть.

AR.Race - для этого приложения требуются физические аксессуары: «пончики», через которые надо пролетать, и финишные конусы. Суть - гонки на время через подготовленные трассы.

Еще одна интересная встроенная фича - это «тусовка» «пилотов», называемаяAR.Drone Academy . Это облачное хранилище информации о ваших полетах. Для того чтобы в него попасть, нужно пройти регистрацию (прямо из мобильного приложения), и в соответствии с заданными настройками туда будет сохраняться информация о полетах. Собираться будет телеметрия полета, снятые видео, координаты. Там же можно ставить оценки полетам других людей и смотреть на карте интересные споты для полетов в вашей окрестности. Хороший способ найти места, где чаще всего бывают единомышленники. Ну и проверить, поставили ли они WPA2-шифрование на свои дроны…

Карта спотов
на примере
Москвы

SDK/API

На официальном сайте можно скачать SDK для тех, кто хочет разрабатывать свой софт для AR.Drone. В состав программной части SDK входят:

Library - набор high-level API для доступа к функциям дрона;
Tool - набор готовых библиотек для симуляции геймпада, обработки видеопотоков, навигационных данных и прочего;
Engine - шаблоны проектов для iOS-приложений с описанными методами и контролами.

SDK не дает прямого доступа к сенсорам и моторам. Библиотеки представляют собой набор интерфейсов на С. Также вместе с SDK идет ряд примеров, а дополнительные примеры можно скачать в соответствующем разделе сообщества.

Среди одной из стандартных возможностей, реализуемых API, распознавание нескольких стандартных графических паттернов. В комплекте поставки дрона идет изображение для калибровки распознавания «базы для посадки» и сине-оранжевые липучки для наклейки их на объекты, которые надо отслеживать. Во-первых, этот функционал активно используется в играх для обнаружения дроном «противника». Во-вторых, наличие упрощенного способа распознавания объектов открывает интересные перспективы. Таким образом разработчику не надо углубляться в алгоритмы компьютерного зрения и реализовывать с нуля распознавание образов. Например, можно наклеить штатную липучку на велосипедный/лыжный/сноубордический шлем и написать программу, по которой дрон будет следовать за шлемом, обеспечивая аэровидеосъемку твоего путешествия в HD.

Единственный минус подобной эксплуатации - ресурс аккумулятора. Штатный аккумулятор имеет напряжение 11,1 В, ресурс 1000 мА ч и обеспечивает около восьми минут полета, что не очень много. Но в продаже имеются и аккумуляторы емкостью 2300 мА ч, что увеличивает время эксплуатации вдвое. Можно подумать, что, взяв с собой ящик аккумуляторов, будешь просто менять их по ходу действия. Но это не очень хорошая идея. Моторы AR.Drone не предназначены для длительной непрерывной эксплуатации - это обратная сторона малого энергопотребления и достойной тяги. Поэтому при непрерывной эксплуатации с заменой аккумуляторов они просто перегреются, что может привести к печальным последствиям и неожиданной встрече с землей.

Nodecopter

Продолжая тему программного управления AR.Drone, нельзя не коснуться мода под названием Nodecopter. Это мод, с использованием которого управлять полетом дрона можно с помощью Node.js. Для разработчиков это несколько более дружественный способ, нежели писать и компилировать код на Си с использованием API-библиотек. Это также снижает некий «порог вхождения» за счет того, что разработка под Node.js значительно проще, чем под Си, и таким образом большее количество людей может принимать участие в программировании под AR.Drone.

Мод позволяет получать данные сенсоров и простыми операциями передавать команды дрону. Подобные скрипты часто используются на мероприятиях для предварительного программирования программы полета дрона и дальше запуска демонстрации.

GPS, QGroundControl и полет по вейпоинтам

С помощью Node.js можно раздавать коптеру команды лишь в стиле «повернись направо на 0,5», «сделай флип налево» и прочее в таком стиле. Но для полета по маршруту этого мало или как минимум это неудобно. Встроенного GPS-приемника в квадрокоптере нет. Проблема решается разными способами. Например, возможна установка на него внешнего GPS-приемника с помощью Arduino. Также Parrot в феврале этого года анонсировала выпуск подключаемого GPS-модуля. Он подключается к бортовому USB-разъему и передает координаты устройству. Кроме того, он содержит в себе четырехгигабайтный накопитель и выполняет функцию флешки для записи видео. Анонсированный модуль поддерживает протокол MAVLink, что дает возможность использовать, например, софт QGroundControl, с помощью которого можно расставить заранее маршрутные точки и запустить дрон для полета по ним. А поскольку MAVLink имеет открытый исходный код и API, это позволяет писать любой софт для навигации дрона.

Дополнительные сенсоры

Открытость платформы AR.Drone и доступность его аппаратных компонентов делают его легко модифицируемым. С помощью мода Dronduino можно без труда интегрировать AR.Drone с Ardiuno Nano. Таким образом можно совместно использовать возможности платформ и добавлять на квадрокоптер дополнительные сенсоры, системы навигации, освещение, звуковые динамики, управление с джойстика и многое другое.

Интеграция управления AR.Drone с такими девайсами, как Nintendo Wii и Microsoft Kinect, уже давно не фантастика. Сенсоры распознают движения «пилота» и передают команды на квадрокоптер. Да, написание софта для Microsoft Kinect требует определенной квалификации, но для того API/SDK и делаются. Но если посмотреть дальше, то выходит, что «пульт» уже и не так уж нужен. На Kickstarter был размещен девайс под названием MYO - это браслет, который надевается на руку, получает информацию, считывая электрическую активность в мышцах двигающейся руки, и передает команды по Bluetooth. В проморолике было показано управление AR.Drone с помощью такого браслета. Он еще недоступен публично и все еще ожидает своего выхода на рынок, но ролики выглядят крайне многообещающе. То есть, если предположить, что проблему управления дроном мы решили и пульт больше не нужен, осталось решить вопрос с выводом телеметрии дрона. И тут приходит мысль об очках. Ведь если вывести всю необходимую информацию на очки и обеспечить управление с помощью носимого браслета, то и пульт больше не нужен.

Заключение

Итак, что же в этом AR.Drone такого, что им увлеклось столько людей? Есть же другие квадрокоптеры, которые могут, в отличие от AR.Drone, нести до килограмма полезной нагрузки. Могут находиться в воздухе до часа, при этом активно транслируя видео и навигационный поток на землю. Они же могут летать в плохих метеоусловиях, будь то проливной дождь или сильный снегопад. Круто? Ну круто же! А сколько они стоят? Как правило, это профессиональные летательные аппараты и цены исчисляются тысячами и десятками тысяч евро. И да, у многих других квадро- и октокоптеров есть свои API и SDK, но нет такой популярности. Но вряд ли найдется много желающих разбирать свой квадрокоптер за 2 тысячи евро, чтобы подключить к нему Arduino или какую-то дополнительную плату. Да и производители подобных коптеров не сильно стремятся пускать энтузиастов внутрь своих устройств. Так что же такое AR.Drone? Можно сказать, что это Arduino в мире любительских летательных аппаратов. Это платформа по скромной для рынка этих аппаратов стоимости, которая позволяет любому энтузиасту авиамоделисту, электронщику или программисту реализовывать свои идеи. Не зря вокруг этого продукта собралось такое сообщество и такое количество различных модификаций и усовершенствований. Подходит этот квадрокоптер и для тех, кто видит в нем лишь средство для игры, - интеграция из коробки со смартфонами и интуитивное управление позволяют использовать его по принципу «включил и играй». Доступность устройства тоже вносит свой вклад - в отличие от многих других квадрокоптеров, AR.Drone есть в наличии во многих розничных магазинах России, и далеко не только в Москве. Так что хочется надеяться, что компания Parrot продолжит развитие линейки AR.Drone, чтобы все увлеченные летающими роботами люди смогли реализовывать свои идеи. AR.Drone - это и игрушка, и инструмент, и каждый использует его так, как больше хочется.