handdator

Visa fullständig version : Exjobbet klart. Nästa steg leta efter människor.



Norritt
2012-01-26, 11:53
Hej
Mitt första inlägg!
Tänkte dela med mig av mitt examensarbete där jag byggde en quadrocopter. Motorstyrningarna är från Mikrokopter och vissa breakout boards från sparkfun för sensorerna. Resten är byggt från grunden.

http://www.youtube.com/watch?v=kCoWw6qKfM0

Nu är jag inblandad i ett projekt som syftar till ta fram en plattform (lutar åt en multirotor) för att med hjälp av värmekamera via FPV leta efter människor som är vilse. Skall jag vidareutveckla den jag har eller skall jag använda en annan plattform?

Alla tipps är välkomna på saker att tänka på. Budgeten är ca 50 - 100 000kr.

Tack på förhand!

Milo
2012-01-26, 17:34
WOW! Häftig budget!

Impulze
2012-01-26, 19:11
Då du vet vilka vikter det handlar om så kan du ju kolla denna sida för att få en uppfattning av lyftkraft/flygtid med olika modeller och accar.

http://www.mikrokopter.de/ucwiki/en/FlightTime?highlight=%28payload%29

//Matte

hmf
2012-01-26, 19:35
Kul att hitta en till som konstruerat sin egen multikopter! Själv utvecklade jag min första quad (inkl firmware och ground station) med början för två år sedan och är nu inne på generation fyra på både mjukvara och hårdvara. Vilken MCU, sensorer etc kör du med?

26160

Tips att tänka på är först och främst tillstånd, om farkosten ska färdas autonomt måste det finnas en befälhavare som kan ta över kontrollen manuellt samt att du i praktiken är begränsad till att flyga inom synhåll för att uppfylla UAS klass I eller II, se Transportstyrelsens sajt http://www.transportstyrelsen.se/sv/Luftfart/Luftfartyg/Obemannade-luftfartyg-UAS/. Planet får alltså inte ge sig ut på egen hand utan att piloten ser det.

Har du tillverkat ett custom PCB för elektroniken? Om inte så är det nog bra att titta på andra open source-projekt och köpa färdig hårdvara, annars riskerar budgeten att naggas redan av elektronikutvecklingen (50-100 000 kr är ca 2,5 manveckor totalt och tiden går snabbt åt...).

Vad är tänkt att ingå i de 50-100 000 kronorna?

radioactive
2012-01-26, 19:41
Nu är jag inblandad i ett projekt som syftar till ta fram en plattform (lutar åt en multirotor) för att med hjälp av värmekamera via FPV leta efter människor som är vilse. Skall jag vidareutveckla den jag har eller skall jag använda en annan plattform?
Tack på förhand!

Problemet med värmekamera är att den inte kan se skillnad på människa och andra djur, så risken finns att du istället hittar rådjur, älgar och vildsvin som är vilse i skogen... :)

Men idén är god!

Lasse

hmf
2012-01-26, 20:07
Problemet med värmekamera är att den inte kan se skillnad på människa och andra djur, så risken finns att du istället hittar rådjur, älgar och vildsvin som är vilse i skogen... :)Lasse

Montera en älgstudsare på helikoptern så har du gratis kött :-)

PatrikE
2012-01-26, 20:25
Det bör att få ut mer flygtid på ett vettigt flygplan om vikten drar iväg.

radioactive
2012-01-26, 20:34
Det bör att få ut mer flygtid på ett vettigt flygplan om vikten drar iväg.

Ja exakt, frågan är om inte en seglare med motor skulle vara bättre. Låg vingbelastning, snåla motorer och gott om batteri kanske kan ge en lång flygtid. Letar man människor i skogen så lär man behöva mer än 10-15 minuter....

Lasse

Norritt
2012-01-26, 21:06
Kul att hitta en till som konstruerat sin egen multikopter! Själv utvecklade jag min första quad (inkl firmware och ground station) med början för två år sedan och är nu inne på generation fyra på både mjukvara och hårdvara. Vilken MCU, sensorer etc kör du med?

26160

Tips att tänka på är först och främst tillstånd, om farkosten ska färdas autonomt måste det finnas en befälhavare som kan ta över kontrollen manuellt samt att du i praktiken är begränsad till att flyga inom synhåll för att uppfylla UAS klass I eller II, se Transportstyrelsens sajt http://www.transportstyrelsen.se/sv/Luftfart/Luftfartyg/Obemannade-luftfartyg-UAS/. Planet får alltså inte ge sig ut på egen hand utan att piloten ser det.

Har du tillverkat ett custom PCB för elektroniken? Om inte så är det nog bra att titta på andra open source-projekt och köpa färdig hårdvara, annars riskerar budgeten att naggas redan av elektronikutvecklingen (50-100 000 kr är ca 2,5 manveckor totalt och tiden går snabbt åt...).

Vad är tänkt att ingå i de 50-100 000 kronorna?

Kan bara säga det samma, vad roligt att höra att det finns andra med liknande intressen.
MCUn är en AVR atmega644p men jag planerar att byta till en dsPIC elelr ARM för att kunna köra en DCM eller liknande och mer avancerade filter och reglersystem.

Vad det gäller flygning utom synhåll så jobbar vi på en lösning för detta. Men det är ett problem som vi är helt medvetna om och säkerhet får aldrig underprioriteras även om det går att få tillstånd eller undantag.

Jag har ett komplett kretskortschema för farkosten i ett PCB program dock är komponenterna inte utplacerade och routade vilket borde ta någon dag. I dagsläget sitter alla komponenter på ett prototypkort med hjälp av lite breakoutbords. Elektronikutvecklingen står jag själv för.

I de 50-100 000kr skall endast hårdvara ingå. Men som sagt så står jag och väger mellan att köpa ett färdigt system eller att vidareutveckla mitt eget. Så saker som är tänkt att ingå är farkost, RC-kontroll, basstation, långdistans FPV system, värmekamera, IR kamera, vanlig kamera. Det är inte tänkt att gå till utveklingskostnader då det sker på ideell basis.
Har du någon sida eller information om din quadrocopter?

Norritt
2012-01-26, 21:20
Problemet med värmekamera är att den inte kan se skillnad på människa och andra djur, så risken finns att du istället hittar rådjur, älgar och vildsvin som är vilse i skogen... :)

Men idén är god!

Lasse

Tanken är att då man ser en värmesignatur gå närmare och identifiera vad det är med hjälp av både IR (eller synligt ljus på dagen) och värmekamera. Men absolut djur kommer att vara en störande faktor.

Norritt
2012-01-26, 21:43
Ja exakt, frågan är om inte en seglare med motor skulle vara bättre. Låg vingbelastning, snåla motorer och gott om batteri kanske kan ge en lång flygtid. Letar man människor i skogen så lär man behöva mer än 10-15 minuter....

Lasse

Vad kul att du nämner det. Jag har funderat en del på just det valet. Jag har ingen erfarenhet av FPV eller flygplan och är därför osäker på hur bra man ser nedåt mellan träd om man flyger med ett flygplan? För att identifiera att det är en person och inte en älg tänkte jag att man behöver stanna för att få en bättre bild. Är detta feltänkt? Dina tankar uppskatas då det är ett rätt avgörande val om man skall använda vingar eller en helikopterlösning.

Går det inte att uppnå kring 30-40 minuters flygning med en quadrocopter? Där efter så får man göra ett snabbt batteribyte och fortsätta.

PatrikE
2012-01-26, 22:03
Det är svårt att få ut mycket mer än 20 minuters flygtid på en multirotor.
Batterierna väger rätt mycket och en fördubbling av batteri ger inte dubbel flygtid.

Ett plan ger mycket längre flygtid på samma batteri.
Kameran kan moteras med Pan & Tilt så att det går att cirkulera över ett område och rikta kameran mot målet.

Dessutom så har multin ett glidtal som kan jämföras med ett cykelställ..;)

hmf
2012-01-26, 22:21
Kan bara säga det samma, vad roligt att höra att det finns andra med liknande intressen.
MCUn är en AVR atmega644p men jag planerar att byta till en dsPIC elelr ARM för att kunna köra en DCM eller liknande och mer avancerade filter och reglersystem.

ARM kan jag rekommendera, finns gott om tillverkare att välja bland och processortypen är på stark frammarsch. Själv började jag med Renesas/Mitsubishi M16 men gick över till NXP LPC1769 (ARM Cortex-M3) för något halvår sedan då man får ordentlig mycket mer beräkningskraft med en sådan. Använder Keils utvecklingsmiljö samt flasher och kör en variant av komplementärt filter och quaternions för attitydestimering samt en hel del andra algoritmer för andra beräkningar.


Har du någon sida eller information om din quadrocopter?
Har inte haft tid att ordna det men hör gärna av dig med PM eller mail så kan du få lite information.

Norritt
2012-01-26, 22:25
Det låter som om flygplan har stora fördelar vad det gälelr flygtid och hastighet.

Finns det några bra VTOL lösningar som skulle kunna implementera både flyga och hovra?

Ett flygplan som kan bära 500- 800g kameror, är det svårt att starta dessa på en lite skogsväg autonomt? Troligen kommer piloterna att inte vara duktiga RC flygare. Så det bör vara lättfluget. Jag har själv väldigt svårt för höger och vänster när jag har quadrocoptern åt fel håll. :)

PatrikE
2012-01-26, 23:21
Det finns en byggtråd på en kombinerad Tri och vinge på MWii forumet.
http://www.multiwii.com/forum/viewtopic.php?f=7&t=497

radioactive
2012-01-26, 23:47
Svårt att slå en seriös multirotor i flexibilitet, även om flygtid per batteri stannar vid ca 10 min.. (byta batteri går fort) Man hinner scanna av ett stort område på kort tid från 50-100m höjd..
//Lasse

När man letar efter någon som har gått vilse så har man lätt flera tiotal kvadratkilometer att leta genom och det gör du inte med en multikopter med 10 minuters flygtid, inkl batteribyte. Det finns en anledning till att ex. militären kör med uav-flygplan för spaning. Man flyger fram och tillbaka i ett rutnät, och hur ska du kunna göra det med 10 minuters flygtid med en mulikopter när varje leg är kanske 1-5 km långa? Med ett specialbyggt flygplan med ex. 3-4 m spännvidd, låg vikt så kan man nog vara airborne i flera timmar...

Jag skulle lätt bygga en sådan kärra med video, gps m.m för 100 papp o ha pengar över... :)

Lasse

Boonzie
2012-01-27, 07:40
För starterna skulle du ju kunna använda en ramp :)

http://www.youtube.com/watch?v=3xR9W6zA3WQ

Norritt
2012-01-27, 11:19
Det finns en byggtråd på en kombinerad Tri och vinge på MWii forumet.
http://www.multiwii.com/forum/viewtopic.php?f=7&t=497

Mycket spännande. Jag förstår dock inte varför man envisas med att hålla på och vinkla rotorerna, servon väger ju en del. Varför inte bara tippa farkosten i sin helhet väl uppe i luften? Har för mig att jag sett detta?

Vad ser ni för alternativ vad det gäller värmekamera och vanlig? Finns det någon typ som alla använder? Jag har tittat på Pathfinder IR från FLIR. Det jag gillade var att den var robust.
För dagsljus / IR funderar jag på GoPro med bortaget IR filter.

Jag räknade lite på flygtid och kom fram till följande:
På strax över 100 meters höjd uppskatar jag att man kan se 80 meter i bredd.
Om man flyger i 5 m/s för att kunna hinna se och om man flyger under 20 minuter bör man kunna täcka av 80*5*60*20=480 000 m^2 = 0.48 kvadratkilometer.

PatrikE
2012-01-27, 12:40
Man behöver dragkraft rakt fram för att flyga vingen.
Går att fixa med en motor till men den väger den med.....
Moment 22....;)

radioactive
2012-01-27, 14:57
Jag räknade lite på flygtid och kom fram till följande:
På strax över 100 meters höjd uppskatar jag att man kan se 80 meter i bredd.
Om man flyger i 5 m/s för att kunna hinna se och om man flyger under 20 minuter bör man kunna täcka av 80*5*60*20=480 000 m^2 = 0.48 kvadratkilometer.


Räkna också med att för varje gång du utökar sökområdet så får du lägga till flytid för att nå fram till det nya sökområdet. Ju längre bort desto mindre tid för själva sökningen.

Lasse

Milo
2012-01-27, 15:43
Här är en kille som hovrar i 51 minuter.

http://vimeo.com/34753564

Norritt
2012-01-27, 16:35
Räkna också med att för varje gång du utökar sökområdet så får du lägga till flytid för att nå fram till det nya sökområdet. Ju längre bort desto mindre tid för själva sökningen.

Lasse

Hur lång flygtid går det att få med en flygplanslösning med 800g kamera som går att transportera i en bil? Vad är det som styr flygtiden för ett flygplan? Vad kan man förvänta sig för "lift-to-drag ratio"?

radioactive
2012-01-27, 17:45
Hur lång flygtid går det att få med en flygplanslösning med 800g kamera som går att transportera i en bil? Vad är det som styr flygtiden för ett flygplan? Vad kan man förvänta sig för "lift-to-drag ratio"?

Det beror helt på kontruktionen, vilken spännvidd du kan ha, ihopfällbara vinga etc. Du kan säkert vara i luften i flera timmar beoende på vilken vingbelastning du har. Kör med ett seglarkoncept och räkna på vilken som är din operativa flyghastighet, dvs behöver ju inte vara full gas utan tillräckligt för att hålla kärran i luften, så kan du säkert flyga länge. Problemet är konstruktionen. Stor spännvidd, lätt och ihopfällbar. Men det finns säkert flera stora seglare som man kan kolla närmare på.

Lift to drag behöver inte vara mer än 30-35% av totala vikten. Dvs motorn dragkraft kan vara runt 1 kg om flygplanet väger 3 kg. Du ska varken hovra eller flyga akrobatik.

En kärra som har 4 m spännvidd, väger 3 kg, så har du en wingload på <20 gram/dm2, vilket är typ segelflygplan. Stallfarten ligger på ca 20 km/tim.

Edit: Så då kan du kanske flyga i 25-30 km/tim (7-8m/sek). Kör du flaps så kan du säkert komma ner på dina 5 m/sek i sökhastighet....

Lasse

senmathal
2012-01-27, 18:05
I ett tidigare inlägg nämnde Norrit att de som skulle flyga förmodligen inte skulle vara särskilt vana. Att utan särskild vana flyga ett modellplan med dyr kamerautrustning över ett skogsområde ser jag som ett väldigt vådligt projekt. Det är möjligt att en multirotor går att få så självstabil att det är enklare. En flygmodell måste ju även ha en någorlunda jämn yta att landa på även om det är en segelmodell. Det kanske inte alltid är så lätt att hitta i sökområdet. Eller också får man utlösa en fallskärm som tar ner modellen på ett säkert sätt. Den lösningen tror jag att jag sett i någon militär applikation.

Men som någon antytt tidigare finns väl egentligen tekniken inom militären och grejen är väl att anpassa den tlll ändamålet. Men det kanske inte stoppar med 100 000 då. En skillnad när det gäller militär användning är väl att där är piloterna speciellt utvalda och tränade för uppgiften. Det tror jag är helt avgörande om inte modellen skalla styra sig själv. Men då torde nog budgeten få plussas på med ngn nolla.

/Mats

Norritt
2012-01-27, 19:44
I ett tidigare inlägg nämnde Norrit att de som skulle flyga förmodligen inte skulle vara särskilt vana. Att utan särskild vana flyga ett modellplan med dyr kamerautrustning över ett skogsområde ser jag som ett väldigt vådligt projekt. Det är möjligt att en multirotor går att få så självstabil att det är enklare. En flygmodell måste ju även ha en någorlunda jämn yta att landa på även om det är en segelmodell. Det kanske inte alltid är så lätt att hitta i sökområdet. Eller också får man utlösa en fallskärm som tar ner modellen på ett säkert sätt. Den lösningen tror jag att jag sett i någon militär applikation.

Men som någon antytt tidigare finns väl egentligen tekniken inom militären och grejen är väl att anpassa den tlll ändamålet. Men det kanske inte stoppar med 100 000 då. En skillnad när det gäller militär användning är väl att där är piloterna speciellt utvalda och tränade för uppgiften. Det tror jag är helt avgörande om inte modellen skalla styra sig själv. Men då torde nog budgeten få plussas på med ngn nolla.

/Mats

Tanken är ett helt autonomt system där operatören kan fokusera på att analysera video datan under flygningen i realtid. Att starta och landa en quadrocopter tycker jag är enkelt och jag har haft kompisar som har flugit min quad efter 30 sekunders instruktioner under utveklingsarbetet och det gick bra. Finns det några billiga(ca 10000kr) lösningar för flygplan vad det gäller autonom landning och start?

Milo
2012-01-28, 13:00
Här är ett gäng som åtminstone har autonom landning som jag förstår det.

http://eagletreesystems.com/osd/osd-pro.htm

http://diydrones.com/profiles/blogs/ardupilot-mega-home-page

http://www.rangevideo.com/index.php?main_page=product_info&products_id=135

http://shop.fyetech.com/index.php

radioactive
2012-01-28, 14:11
Jag tror att man får angripa problemet med att ta reda på vilka söksystem man ska använda, typ kameror. Vad väger värmekameran (Flir), den visuella och IR kameran. GPS, stabiliseringsssystem, antal videosändare, batteri för alltihop (förutom motor), räckvidd för systemen och sedan med detta som utgångspunkt designa plattformen. Du kan nog inte börja tänka på vilken plattform du ska använda förrän du vet vikt och storlek på söksystemen och allt runt omkring. Sedan får du fundera på vilka krav som ställs, ex. räckvidd både i tid och avstånd. När det gäller söksystem för att användas t. ex inom räddningstjänsten, så ställs det krav. Inga leksaker eller häftiga prylar, utan robust, enkelt och pålitligt. Systemet ska ju inte designas för nybörjare utan för folk som kan flyga och hantera det operativt. Om det ska användas inom räddningstjänsten så anställer dom inte en nybörjare som operatör, utan en med erfarenhet.

Sedan bör du försöka gräva lite i den information som finns runt att använda flygburen värmekamera och ir för att hitta människor. Vilka är problemen med systemen.

Lasse

PatrikE
2012-01-28, 15:33
Jag instämmer med @radioactive (http://www.rcflyg.se/forum/member.php/3627-radioactive) ..

Ta reda på vad som ska skickas med och vad det väger.
Sedan fundera på vad som behövs för att lyfta det!

Sedan tror jag inte att T.ex Räddningstjänsten har den kunskap som krävs för att underhålla ett UAS.

radioactive
2012-01-28, 18:09
Sedan tror jag inte att T.ex Räddningstjänsten har den kunskap som krävs för att underhålla ett UAS.


Då tror jag nog att dom anställer någon som har den kunskapen. Svårare än så är det nog inte... :)

Lasse

DeVille
2012-01-31, 21:09
Intressant projekt, är du seriös kan jag ev sponsra med ett devkit för ARM processorer.

Här finns en tråd om en skywalker med FLIR kamera för att spåra vildsvin i risfält.
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1478852&highlight=flir

/DeVille