WebSVN - FlightCtrl - Diff - Rev 291 and 293 - /branches/salvo_gps/README


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GPS Implementierung von Peter Muehlenbrock ("Salvo") für Mikrokopter/FlightCrtl
Stand 14.10.2007
Verwendung der SW ohne Gewaehr. Siehe auch die Lizenzbedingungen in File Licensce_LPGL.txt und Licensce_GPL.txt
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Hardware-Voraussetzungen: 
Kalibrierter Kompass vom Typ CMPS03, waagrecht eingebaut
GPS Modul vom Typ ublox, Die Meldungungen "NAV_STATUS", "NAV_POSUTM" und "NAV_VELNED"
mussen mit 4 HZ Updaterate aktiviert sein. Anschluss an RX Port der FlightCRtl. Baudrate ist 57600 wie beim Kopter Tool.
 
Software-Voraussetzungen:
in fc.h müsen die Neutralwerte ACC_NICK_NEUTRAL und ACC_ROLL_NEUTRAL
eingetragen werden. Hierzu den Kopter waagrecht ausrichten (Wasserwaage) und mit dem Mikrokoptertool 
die Neutralwerte (Fenster ACC Sensor, jeweils die dargestellten Werte ohne Klammern) ermitteln. 
Alternativ kann die Variable ACC_NEUTRAL_FIXED auf 0 gesetzt werden, dann wird die Lage beim Kalibrieren als Neutrallage 
genommen (wie bei Holgers SW). 
In timer0.h muss die Ausrichtung des Kompasses bezogen auf die Nordachse des Kopters 
eingetragen sein. KOMPASS_OFFSET legt diesen Wert fest. 
 
Hexfiles:
Ich habe bewußt keinen Hexfile generiert, da die Neutralwerte spezifisch je Kopter sind. 
Die SW muß also individuell compiliert werden und der Hexfile in die FlightCrtl eingebaut werden.
Der Lohn für die Muehe ist eine sehr driftarme Fluglageregelung sowie eine von der Startausrichtung 
unabhängige waagrechte Lage in der Luft.
Alle Einstellungen beziehen sich auf AVR Studio von Atmel und den WIN_AVR Compiler.
 
Parametrierung:
Der GPS Hold Regler ist ein PID Regler, der ueber die UserParameter1(P), 2(I) und D(3) gesteuert wird.
UserParameter1 beschreibt den P-Anteil, UserParameter2 den I-Anteil und UserParameter3 den D-Anteil.
Hier kann und muss gespielt werden.Alle Parameter koennen direkt im Mikrokoptertool in den Settings eingestellt werden.
Standardwerte bei kaum Wind sind 8 für den P-Anteil, 1 für den I-Anteil und 12 für den D-Anteil.
Standardwerte bei leichtem verhältnissen sind 12 für den P-Anteil, 2 für den I-Anteil und 18 für den D-Anteil.
Standardwerte bei rauheren verhältnissen sind 16 für den P-Anteil, 2 für den I-Anteil und 20 für den D-Anteil.
Je größer die Werte des "ruckeliger" reagiert die Regelung aber desto schneller und stärker greift sie auch.
Wenn alle 0 sind, ist der Regler deaktiviert.
 
Voraussetzungen für GPS_Hold:
Neben den genannten HW und SW Voraussetzungen muß beim Kalibrieren das GPS MOdul bereits Positionsdaten liefern.
Nur dann wird die Home Position abgespeichert und nur dann wird GPS_Hold aktiviert.
Kenntlich gemacht wird dies durch einen etwas längeren Piepser nach dem Kalibrieren.
Das GPS Aktiv Flag im Setting muss aktiviert sein. 
Eine Ausrichtung des Kopters nach Nord etc. ist nicht erforderlich.
 
Aktivierung GPS_Hold im Flug: 
Wenn alle genannten Voraussetzungen erfüllt sind, wird GPS Hold im Flug automatisch aktiviert, sobald der Nick und Roll Stick
fürca. 500msec in Neutrallage sind. Weicht einer der Sticks davon ab (Parameter GPS_STICK_HOLDOFF) oder liefert das GPS Modul oder fällt der 
Kompass aus wird GPS_Hold sofort deaktiviert.
Damit kann jederzeit die manuelle Kontrolle wieder übernommen werden.
 
GPS_Hold regelt nur horizontale Abweichungen, keine Hoehe.  
Der Magnetkompass wird nur in waagrechter Lage dazu benutzt einen internen aus dem Giergyro ermittelten "Ersatz"kompasswert 
nach zu kalibrieren. Daher funktioniert die Bstimmung der Kopterausrichtung in jeder Lebenslage, sofern nur ab und zu 
der Magnetkompass in die waagrechte Lage kommt.
Ein 3D Kompass ist damit überflüssig.
 
GPS Rücksturz zur Basis (GPS Home) Funktion
Voraussetzungen wie bei GPS Hold. 
Die Funktion kann im Flug aktiviert werden durch Setzen des Hoehenreglerschalters. 
Holgers Code habe ich so abgeändert daß der Höhenregler mit "Parameter_MaxHoehe" ab 50 aktiviert wird. 
Mit einem Schalter mit Neutrallage können damit die Funktionen 
Alles aus - Hoehenregler ein, GPS Home Aus - Hoehenregler Ein UND GPS Home ein 
aktiviert werden. Ist noch nicht die beste Lösung und werde ich noch anpassen
 
Weitere Änderungen:
Bei Unterschreiten der eingestellten Warnschwelle für UBAT ertönt zunächst wie gewohnt der Piepser. Geht die Spannung weiter 
runter wird zwangsweise die Gaseinstellung langsam reduziert um den Kopter zum Landen zu bringen
 
Bekannte Schwächen:
Bei längerer Neigung weicht der Ersatzkompass ab, was zu Lageregelungsfehlern bis zum Ausbrechen führen kann.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Subversion Repositories FlightCtrl

(root)/branches/salvo_gps/README_Gps.txt @ 293 - Rev 291 → 293

Rev 291		Rev 293
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2	GPS Implementierung von Peter Muehlenbrock ("Salvo") für Mikrokopter/FlightCrtl	2	GPS Implementierung von Peter Muehlenbrock ("Salvo") für Mikrokopter/FlightCrtl
3	Stand 13.10.2007	3	Stand 14.10.2007
4	Verwendung der SW ohne Gewaehr. Siehe auch die Lizenzbedingungen in File Licensce_LPGL.txt und Licensce_GPL.txt	4	Verwendung der SW ohne Gewaehr. Siehe auch die Lizenzbedingungen in File Licensce_LPGL.txt und Licensce_GPL.txt
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6	Hardware-Voraussetzungen:	6	Hardware-Voraussetzungen:
7	Kalibrierter Kompass vom Typ CMPS03, waagrecht eingebaut	7	Kalibrierter Kompass vom Typ CMPS03, waagrecht eingebaut
8	GPS Modul vom Typ ublox, Die Meldungungen "NAV_STATUS", "NAV_POSUTM" und "NAV_VELNED"	8	GPS Modul vom Typ ublox, Die Meldungungen "NAV_STATUS", "NAV_POSUTM" und "NAV_VELNED"
9	mussen mit 4 HZ Updaterate aktiviert sein. Anschluss an RX Port der FlightCRtl. Baudrate ist 57600 wie beim Kopter Tool.	9	mussen mit 4 HZ Updaterate aktiviert sein. Anschluss an RX Port der FlightCRtl. Baudrate ist 57600 wie beim Kopter Tool.
10		10
11	Software-Voraussetzungen:	11	Software-Voraussetzungen:
12	in fc.h müsen die Neutralwerte ACC_X_NEUTRAL und ACC_Y_NEUTRAL	12	in fc.h müsen die Neutralwerte ACC_NICK_NEUTRAL und ACC_ROLL_NEUTRAL
13	eingetragen werden. Hierzu den Kopter waagrecht ausrichten (Wasserwaage) und mit dem Mikrokoptertool	13	eingetragen werden. Hierzu den Kopter waagrecht ausrichten (Wasserwaage) und mit dem Mikrokoptertool
-		14	die Neutralwerte (Fenster ACC Sensor, jeweils die dargestellten Werte ohne Klammern) ermitteln.
-		15	Alternativ kann die Variable ACC_NEUTRAL_FIXED auf 0 gesetzt werden, dann wird die Lage beim Kalibrieren als Neutrallage
14	die Neutralwerte ermitteln.	16	genommen (wie bei Holgers SW).
15	In timer0.h muess die Ausrichtung des Kompasses bezogen auf die Nordachse des Kopters	17	In timer0.h muss die Ausrichtung des Kompasses bezogen auf die Nordachse des Kopters
16	eingetragen sein. KOMPASS_OFFSET legt diesen Wert fest.	18	eingetragen sein. KOMPASS_OFFSET legt diesen Wert fest.
17		19
18	Hexfiles:	20	Hexfiles:
19	Ich habe bewußt keinen Hexfile generiert, da die Neutralwerte spezifisch je Kopter sind.	21	Ich habe bewußt keinen Hexfile generiert, da die Neutralwerte spezifisch je Kopter sind.
20	Die SW muß also individuell compiliert werden und der Hexfile in die FlightCrtl eingebaut werden.	22	Die SW muß also individuell compiliert werden und der Hexfile in die FlightCrtl eingebaut werden.
21	Der Lohn für die Muehe ist eine sehr driftarme Fluglageregelung sowie eine von der Startausrichtung	23	Der Lohn für die Muehe ist eine sehr driftarme Fluglageregelung sowie eine von der Startausrichtung
22	unabhängige waagrechte Lage in der Luft.	24	unabhängige waagrechte Lage in der Luft.
23	Alle Einstellungen beziehen sich auf AVR Studio von Atmel und den WIN_AVR Compiler.	25	Alle Einstellungen beziehen sich auf AVR Studio von Atmel und den WIN_AVR Compiler.
24		26
25	Parametrierung:	27	Parametrierung:
26	Der GPS Hold Regler ist ein PID Regler, der ueber die UserParameter1(P), 2(I) und D(3) gesteuert wird.	28	Der GPS Hold Regler ist ein PID Regler, der ueber die UserParameter1(P), 2(I) und D(3) gesteuert wird.
27	UserParameter1 beschreibt den P-Anteil, UserParameter2 den I-Anteil und UserParameter3 den D-Anteil.	29	UserParameter1 beschreibt den P-Anteil, UserParameter2 den I-Anteil und UserParameter3 den D-Anteil.
28	Hier kann und muss gespielt werden.Alle Parameter koennen direkt im Mikrokoptertool in den Settings eingestellt werden.	30	Hier kann und muss gespielt werden.Alle Parameter koennen direkt im Mikrokoptertool in den Settings eingestellt werden.
29	Standardwerte bei kaum Wind sind 8 für den P-Anteil, 1 für den I-Anteil und 12 für den D-Anteil.	31	Standardwerte bei kaum Wind sind 8 für den P-Anteil, 1 für den I-Anteil und 12 für den D-Anteil.
30	Standardwerte bei leichtem verhältnissen sind 12 für den P-Anteil, 2 für den I-Anteil und 18 für den D-Anteil.	32	Standardwerte bei leichtem verhältnissen sind 12 für den P-Anteil, 2 für den I-Anteil und 18 für den D-Anteil.
31	Standardwerte bei rauheren verhältnissen sind 16 für den P-Anteil, 2 für den I-Anteil und 20 für den D-Anteil.	33	Standardwerte bei rauheren verhältnissen sind 16 für den P-Anteil, 2 für den I-Anteil und 20 für den D-Anteil.
32	Je größer die Werte des "ruckeliger" reagiert die Regelung aber desto schneller und stärker greift sie auch.	34	Je größer die Werte des "ruckeliger" reagiert die Regelung aber desto schneller und stärker greift sie auch.
33	Wenn alle 0 sind, ist der Regler deaktiviert.	35	Wenn alle 0 sind, ist der Regler deaktiviert.
34		36
35	Voraussetzungen für GPS_Hold:	37	Voraussetzungen für GPS_Hold:
36	Neben den genannten HW und SW Voraussetzungen muß beim Kalibrieren das GPS MOdul bereits Positionsdaten liefern.	38	Neben den genannten HW und SW Voraussetzungen muß beim Kalibrieren das GPS MOdul bereits Positionsdaten liefern.
37	Nur dann wird die Home Position abgespeichert und nur dann wird GPS_Hold aktiviert.	39	Nur dann wird die Home Position abgespeichert und nur dann wird GPS_Hold aktiviert.
38	Kenntlich gemacht wird dies durch einen etwas längeren Piepser nach dem Kalibrieren.	40	Kenntlich gemacht wird dies durch einen etwas längeren Piepser nach dem Kalibrieren.
39	Das GPS Aktiv Flag im Setting muss aktiviert sein.	41	Das GPS Aktiv Flag im Setting muss aktiviert sein.
40	Eine Ausrichtung des Kopters nach Nord etc. ist nicht erforderlich.	42	Eine Ausrichtung des Kopters nach Nord etc. ist nicht erforderlich.
41		43
42	Aktivierung GPS_Hold im Flug:	44	Aktivierung GPS_Hold im Flug:
43	Wenn alle genannten Voraussetzungen erfüllt sind, wird GPS Hold im Flug automatisch aktiviert, sobald der Nick und Roll Stick	45	Wenn alle genannten Voraussetzungen erfüllt sind, wird GPS Hold im Flug automatisch aktiviert, sobald der Nick und Roll Stick
44	fürca. 500msec in Neutrallage sind. Weicht einer der Sticks davon ab (Parameter GPS_STICK_HOLDOFF) oder liefert das GPS Modul oder fällt der	46	fürca. 500msec in Neutrallage sind. Weicht einer der Sticks davon ab (Parameter GPS_STICK_HOLDOFF) oder liefert das GPS Modul oder fällt der
45	Kompass aus wird GPS_Hold sofort deaktiviert.	47	Kompass aus wird GPS_Hold sofort deaktiviert.
46	Damit kann jederzeit die manuelle Kontrolle wieder übernommen werden.	48	Damit kann jederzeit die manuelle Kontrolle wieder übernommen werden.
47		49
48	GPS_Hold regelt nur horizontale Abweichungen, keine Hoehe.	50	GPS_Hold regelt nur horizontale Abweichungen, keine Hoehe.
49	Der Magnetkompass wird nur in waagrechter Lage dazu benutzt einen internen aus dem Giergyro ermittelten "Ersatz"kompasswert	51	Der Magnetkompass wird nur in waagrechter Lage dazu benutzt einen internen aus dem Giergyro ermittelten "Ersatz"kompasswert
50	nach zu kalibrieren. Daher funktioniert die Bstimmung der Kopterausrichtung in jeder Lebenslage, sofern nur ab und zu	52	nach zu kalibrieren. Daher funktioniert die Bstimmung der Kopterausrichtung in jeder Lebenslage, sofern nur ab und zu
51	der Magnetkompass in die waagrechte Lage kommt.	53	der Magnetkompass in die waagrechte Lage kommt.
52	Ein 3D Kompass ist damit überflüssig.	54	Ein 3D Kompass ist damit überflüssig.
53		55
54	GPS Rücksturz zur Basis (GPS Home) Funktion	56	GPS Rücksturz zur Basis (GPS Home) Funktion
55	Voraussetzungen wie bei GPS Hold.	57	Voraussetzungen wie bei GPS Hold.
56	Die Funktion kann im Flug aktiviert werden durch Setzen des Hoehenreglerschalters.	58	Die Funktion kann im Flug aktiviert werden durch Setzen des Hoehenreglerschalters.
57	Holgers Code habe ich so abgeändert daß der Höhenregler mit "Parameter_MaxHoehe" ab 50 aktiviert wird.	59	Holgers Code habe ich so abgeändert daß der Höhenregler mit "Parameter_MaxHoehe" ab 50 aktiviert wird.
58	Mit einem Schalter mit Neutrallage können damit die Funktionen	60	Mit einem Schalter mit Neutrallage können damit die Funktionen
59	Alles aus - Hoehenregler ein, GPS Home Aus - Hoehenregler Ein UND GPS Home ein	61	Alles aus - Hoehenregler ein, GPS Home Aus - Hoehenregler Ein UND GPS Home ein
60	aktiviert werden. Ist noch nicht die beste Lösung und werde ich noch anpassen	62	aktiviert werden. Ist noch nicht die beste Lösung und werde ich noch anpassen
61		63
62	Weitere Änderungen:	64	Weitere Änderungen:
63	Bei Unterschreiten der eingestellten Warnschwelle für UBAT ertönt zunächst wie gewohnt der Piepser. Geht die Spannung weiter	65	Bei Unterschreiten der eingestellten Warnschwelle für UBAT ertönt zunächst wie gewohnt der Piepser. Geht die Spannung weiter
64	runter wird zwansgweise die Gas einstellung langsam reduziert um den Kopter zum Landen zu bringen	66	runter wird zwangsweise die Gaseinstellung langsam reduziert um den Kopter zum Landen zu bringen
65		67
66	Bekannte Schwächen:	68	Bekannte Schwächen:
67	Bei längerer Neigung weicht der Ersatzkompass ab, was zu Lageregelungsfehlern bis zum Ausbrechen führen kann.	69	Bei längerer Neigung weicht der Ersatzkompass ab, was zu Lageregelungsfehlern bis zum Ausbrechen führen kann.
68		70
69		71
70		72
71		73
72		74
73		75
74		76
75		77
76		78
77		79
78		80
79		81
80		82