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FC電源投入後 いつ飛行開始したらいいのか?

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初めて投稿いたします

これまでFC電源投入後、GPSを捕捉したことを確認して 飛行開始していました
どうも間違っていた気がします

ミッションプランナーで添付画像にあるメッセージを確認しましたら、EKFのイニシャライズまでの時間がさらに必要みたいです。私の場合は、GPS捕捉してから 約1分後にEKF3のイニシャライズのメッセージが出ました

EKF3(拡張カルマンフィルター)で位置情報をIMUとGPSのデータから計算しています
なので、このイニシャライズが完了していないと 位置計算精度がでないのではないかと思っています

ということは、GPS捕捉を確認してから 1分待った後に 飛行開始しないとログの位置精度が悪いのでは?

テストデータが少なく確信があるわけではありませんが、みなさんからの貴重なコメントをいただければと思います
因みに使用機材は、Radiolink社 MiniPixです。 メッセージ確認のテスト環境は、機体から外してユニット単体、屋外画像1
で確認です

やっちゃんこたろう
作成: 2022/08/29 (月) 10:53:21
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denkado 2022/08/29 (月) 11:48:32

貴重な情報、ありがとうございます。
これまで、それほど待たずに飛行開始する事が多かったので、今後その辺の事も意識して結果を見る様にしてみます。

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ご意見のとおりだと思います。
GPS捕捉のLED点灯後に少なくてもある程度の時間が必要と思います。
フライトコーチ電源投入後のミッションプランナでのLog(画像)を添付します。
また、Logをメモ帳のメッセージのMSGで検索すると、
MSG, 112139739, EKF3 IMU0 origin set
が出ます。
MSG,の後の数字で示す、112秒後(下6桁は秒以下のため無視)にOrigin位置を確定していると思われます。
但し、これは一例のデータです。
早ければ、数十秒~60秒以内で上記のメッセージが出る場合もあります。
一概には言えませんが、GPSが安定した状態においては、ある程度の時間経過後に飛行機を移動するのがベストと思います。

画像1

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追記
画像内記載の数字、 0,60,120秒はGPS捕捉後の時間経過を示します。

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やっちゃんこたろう 2022/08/29 (月) 20:38:17

貴重な情報をありがとうございます

とても参考になります

移動可能時間を知る有効で簡単な方法を見出したいです。どのくらいで妥協できるのかも。

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全く同感です。
MSG,のEKF3 IMU0 origin setを検知して外部への信号化ができればと考えます。
移動可能な信号となるはずです。
Origin位置がオール0でプロッタ表示NGでのLogを見ると、上記のメッセージが存在しません。
F.Cのプログラム変更をできる方がいたら可能性は高いです。
もしくは、他の方法があれば、、例えば、F.C電源投入後に最低2分のタイマーを用意するか、、等です。

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やっちゃんこたろう 2022/08/31 (水) 19:21:41

前の方が最後の演技に入ったら、起動して待機するように運用して様子をみてみることにしました

とりあえず

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やっちゃんこたろう 2022/09/25 (日) 10:02:46

ARMING_CHECKを設定すると、ブザー、またはボード上のLEDで異常をお知らせしてくれるみたいです
minipixの場合は、FCのLEDが正常 グリーン点灯、異常検知 グリーンとブルーの点滅

アーミングはチェック状況に関係なく、行われます

他のボード、インジケータ、ブザーの動作と同じかどうかわかりませんが、Baro,Compass,GPS Lock,INS,Logging availableくらい設定してしばらく様子をみてみようと思います

そもそも搭載状態で、インジケータが見られるの?って問題は ありますけど。。。

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いつも参考にさせていただいております。

私の扱い方に問題があるのか、飛行中にどこかに飛んで(データが)しまうことが多く、パターンすべてが
正確に取得できることがありません。

飛行10分前に電源を入れ、待機させても同様のようです。
私の扱い方に根本的な原因があると思っています。

どなたかの情報で、2時間ほど置いておくと精度が上がったというのを読んだのですが
こういう場合は、フライトコントローラーの電源を別電源として小型のバッテリーを
接続したままにしておくのでしょうか。

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denkado 2022/10/22 (土) 18:21:37

電源を入れる時、周りに電波障害になる様な物はありませんか?
ユーザーさんの中には、ハッチバックの下や車の近くで電源を入れて不具合があった例がありました。

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ジャンプ対策に苦労されているようですね。

ジャンプ現象を防止するのに待機時間2時間は異常と思います。
可能であれば使用機材をお教えいただけないでしょうか。
フライトコントローラ、GPS、飛行機名です。

ご質問の待機時間が2時間の件ですが、
Li-poバッテリ3セルを電源とした場合、消費電流は概ね多くても100mA弱流れます。
上記の場合には2時間では200mAh程度を消費します。
バッテリ容量が2200mAhを満充電値とすると、2時間後は上記消費量を差し引いた分の2000mAhのLi-po電源容量となります。一割程度の電池容量を消費します。
上記を踏まえて、外部電源にするか、ご使用になる電源を選択されてください。

ところで、2時間も掛けてGPSを待機するのは実用的ではありません。
時間を掛けて行うのは、GPS基板内にある位置データ保持用のバックアップ電源のキャパシタ電池を充電する際のみです。充電してあると一週間ぐらいは前回位置を記憶していますので再度電源を投入しても早ければ十秒程度から遅くても数十秒後に捕捉できるはずです。ただし、衛星電波状況が良い状態です。

上のdenkado様のコメントにもありますが、木陰等に隠れている場合、電波障害になり、その場合は上記の時間は当てはまりません。
GPSの衛星捕捉に要する時間はメーカーで規定されています。
一般的にコールド状態(位置記憶が無し)では2分、ホット状態では数十秒と記載されているはずです。

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denkadoさん、moonさん

アドバイスありがとうございます。

当方、Pixhawk mini + 付属のM8N を使用しております。
機体はミュゼット、FCなどはキャノピー下に搭載しています。

周囲に木陰などはないのですが、あらためて周囲の状況を確認した上で試してみたいと思います。

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denkado 2022/10/22 (土) 22:52:13

ミュゼットならカーボンの影響は無いですね。
後は、飛行環境で、例えば飛行空域が水の上とか。

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機材の情報ありがとうございます。
ジャンプは、気象状況等により電波捕捉が十分でない時にたまに発生することがあります。
電波障害等の外的要因がない場合、以下のことが考えられます。
自作した物であれば、次のことが考えられます。

機材の設定について、
1、 GPSのサンプリングの転送スピードとレート設定がされているか。
2、 コンパスの設定はGPS側のコンパスのみ使用する設定になっているか。
3、 コンパス等のキャリブレーションは実施されているか。

もし、上記設定と外的要因に問題ない場合は、

ミッションプランナのソフトを使用してある程度の解析が可能です。
ミッションプランナにてフライト・データの画面で左側中央部にある小さい→でデータ・フラッシュ・ログを選択します。Pix4 Bin File to Logを選択し、フライトしたBin Fileを指定します。自動的にLog Fileに変換されます。
その後、同画面のログのレビューを選択し、先程のLog Fileを指定します。
解析画面になります。
右側に各種項目がありますので、以下を選択します。

GPSのところで、下記にチェックを入れます。
衛星捕捉数(NSats)       

XKF4のところで、下記にチェックを入れます。
下記閾値は0.6です。
位置エラー(XKF4_SP)     
コンパスエラー(XKF4_SM)
速度エラー(XKF4_SV)       

上記の解析結果がでたものを、このBBSにアップを頂ければと思います。

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Denkadoさん、Moonさん

アドバイスありがとうございます。
月に1回程度の飛行なので、だいぶ返信が遅れてしまい申し訳ございません。

最新の結果としては、だいぶ改善されました。
飛行前に早めに電源を入れ、車などから離して待機していたところ、ジャンプの事象が発生しませんでした。
やはり、その時のコンディションに左右されるのですね。
プロッターで見ると楽しいですね。自宅に帰ってからの楽しみです。

勉強がてら、Moonさんの言われるログもチェックしてみたいと思います。
引き続きよろしくお願いいたします。

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denkado 2022/12/04 (日) 18:29:57

リボン図を見られる様になった事で一区切りとし、その先へ進まれない方が意外に多い様なので、是非次のステップへ進んでみてください。
ブログの方にも書きましたが、やり方はフライトコーチの始め方 / 34にあります。

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はじめまして、フライトコーチとArdupilotにハマっているgo3と申します。
「いつ飛行させたらいいの?」を解決する装置を作ったので紹介します。
FC側のソフトであるArdupilotにはGPSやコンパスなどの準備が整ったかをチェックする機能(ARMING_CHECK)が用意されていますが、
フライトコーチでは電源投入後の操作をしなくてもログが開始できるようにアーム操作不要(ARMING_REQUIRE=0)に設定されています。
この設定の場合はARMING_CHECKが働かず電源投入後数秒で強制アームとなりログ収集を開始し、その後GPSが衛星4個程度を受信すると3D-FIXとなりOrigin位置が記憶されます。
しかしこの段階では位置精度が十分ではなく記録されたOrigin位置が実際とずれていることが有ります。
フライトプロッタ―で表示させようとしたときに、"more than **m from the origin"となったり表示されたリボン図にセンターズレや高度ズレが生じるのはこのためだと思われます。
GPS、IMUなどの準備が整いEKFが動作開始(EKF3 active)した後にログを開始すればこの問題は解決するはずです。
ARMING_REQUIRE=1にしてARMING_CHECKを有効にすればよいのですが、以下のいずれかの方法でアーム指令を出す必要があります。

 ⓵ 飛行機本体の受信機とFCをSBUSで接続し、15秒程度右ラダーを打つ。
        (欠点:F3AなどFCとは完全に分離しておきたいが・・・)
 ⓶ LUAスクリプトを使う。
         (欠点:Pixhawkなど2MB以上のFCに限定される)
 ⓷ MAVLINKを使う。

今回作った装置は⓷のMAVLINKを使ったものです。
電源投入後10秒おきにアーム指令を出し、FCがARMING_CHECKをPassしてアーム完了となれば飛行可能の状態となりLEDやブザーで知らせます。
興味のある方はPayPayフリマで入手できます。 "MT-MAV01" で検索してください。
画像1

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やっちゃんこたろう 2023/03/07 (火) 17:24:50 >> 16

お試しさせてください

これまで飛行開始のタイミングを図るために、①の方法でARMINGをFCに確認させて いい結果を得ています。
ただし、飛行機の受信機に接続しているわけではなくて電子工作試作品でシミュレート動作しています。

同時に、FCで小型EL表示をさせて エラー原因を確認しています。

私の環境では、2種類のエラーが発生していました。
ひとつは、車の影のGPS捕捉数不足。 もう一つは、磁気エラー。
磁気エラーの原因は、待機場所にあるワイヤー入りのゴムシートでした。

これが判ったので、それ以降は快適にLOGが取得できています。

FlashAir(WiFi)経由でLOGを抜き取りたいので、オプションのARMING 停止のボタンは追加して使いたいと思ってます。

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やっちゃんこたろう 2023/03/29 (水) 21:41:18 修正 >> 17

画像1
お試し 快適です

ログ取得に必要な前提条件、GPSの補足数、ジャイロ、コンパス、磁気異常、IMUの初期設定、SDカードの未装着チェックまでできます。条件が揃うと ブザーでお知らせ、ログ取得が ●自動的にスタート●

私は、SDカードを抜くことなく ログを抜きたいので、MiniPixでは、セーフテイスイッチの条件を追加。

電源投入後、
ー セーフテイスイッチを押すまではログを抜きとりできる状態
ー セーフテイスイッチを押したら、ログ取得の条件が整ったら、ブザーでお知らせ 即飛行開始OK

設定には、トラブルがありました。 なぜかコンパスキャリブレーションができてないというエラーが発生。
何度コンパスキャリブレーションをしても、本エラーで自動スタートしませんでした。

FCのファームバージョンV4.0.5を V4.3.4(現状の最新版)に変更してトラブル回避に成功
MiniPixは、Radiolink社がV4.0.5を推奨していますので MiniPix使われている方はファームバージョンそのままですとダメのようです

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denkado 2023/03/08 (水) 18:05:44

go3さん、書き込みありがとうございます。
PayPayフリマで検索してみました。
https://paypayfleamarket.yahoo.co.jp/user/p6831727
フライトコーチ利用者の数がどんどん増えるといいですね。
色々な情報発信をお願いします。

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「いつ飛行開始したらいいの?」以外の便利な使い方を紹介します。

⓵ ブザー
MinipixやOMNIBUS F4 PROなどはブザーに対応しています。
FCがアームすると2秒程度「ブー」とブザーが鳴ります。日中はLEDが見ずらいので自分はブザーに頼っています。
ARMING_REQUIRE=0だと電源投入後すぐにブザーが鳴りますがARMING_REQUIRE=1にしてARMING_CHECKを有効すればブザーだけで「いつ飛行開始したらいいの?」がわかります。

⓶ OLED
他の方も紹介されていますがFCのI2CバスにOLED付けることができます。
フィールドでFCの状態を知るには非常に便利なものですが、ARMING_REQUIRE=0にすると電源投入後すぐに自動アームとなるため添付左の写真の表示となり肝心の状態が表示されません。ARMING_REQUIRE=1 にするとアームの条件が整っていないときには写真右のような表示となりアームしない原因がわかります。
I2Cバスなので取り外し式にしておきアームしないときの原因究明の時だけ取り付けることもできます。
画像1

⓷ ログ吸い上げ
SDカードのログは 「00000001.BIN」 といったファイル名ですが、FCとパソコンをUSBで接続し、MissionPlannerを使ってログを吸い上げると「1 2023-03-11 14-32-01.bin」のように飛行時の日時付きのファイル名になります。
ただし、アーム中はログ吸い上げができないのでMissionPlannerからディスアーム指令を送るのですが、ここでもARMING_REQUIRE=0だとすぐに自動アームされるのでログ吸い上げができません。

⓸ 手動アーム・ディスアームスイッチ
MT-MAV01は、外部スイッチを追加して手動アーム・ディスアームできるPinをコネクタに用意しています。
コールドスタートでは衛星補足に結構時間がかかるので、事前に電源を入れておきます。1度ディスアームスイッチを押すとディスアーム指令を出すと共に10秒おきの自動アーム指令を終了します。飛行前に手動アームスイッチを押せばアーム指令を出しARMING_CHECKをPassすればログを開始します。
自分はここでブザー音を確認して飛行させています。

上記のように、ARMING_REQUIRE=0ではArudupilotが持つ優れた機能のいくつかが利用できないのでMT-MAV01を作りました。
今回MAVLINKを使用したのはこれが双方向通信であるためです。FCのアーム状態を確認しアーム後はアーム指令を出しません。このため手動アーム・ディスアームスイッチを付けなくてもMissionPlannerからディスアームすることができます。

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やっちゃんこたろう さん

MT-MAV01のご利用ありがとうございます。
セーフティスイッチでアームをコントロールするアイデアは良いですね。Minipixだとコネクタを挿すだけでブザーも有効になるし一石二鳥ですね。
取説に記載のARMING_CHECKはセーフティスイッチが無いシステムでも使えるようにセーフティスイッチは無視する設定としています。
やっちゃんこたろうさんの様な使い方をする方は、以下のようにARMING_CHECKパラメータに追加してください。
画像1

「コンパスキャリブレーションができてないというエラー」は元々内在していた問題がARMING_CHECKが有効になったことで顕在化したものだと思います。
自分もMT-MAV01を取り付けてから、これまで気づかなかったエラーが沢山あったことに驚きました。これらのエラーを対策することでより精度の高いリボン図になると思います。

参考までに、最近ファームをV4.3.5にしたら"Baro: GPS alt error 5803m (see BARO_ALTERR_MA"というエラーが出るようになりました。使用している気圧計の種類によるものと思いますが、BARO_OPTIONS=1に設定したら解決しました。