Naza или Ardupilot

Если вы искали приверженца и почти фаната Ardupilot, то вы его нашли. Я люблю его за открытость, возможность тонкой настройки, за цену и за богатый функционал. Но, под влиянием общественного давления, было решено приобрести самую базовую DJI Naza-M Lite по большей части ради интереса и сравнения. Я постараюсь быть объективным и приводить факты не смотря на свои пристрастия, но вы можете держать их в голове во время чтения этого обзорчика и сравнения: Naza-M Lite vs Ardupilot 2.6.

Naza vs Ardupilot

Выбор пал на Naza-M Lite, поскольку этот контроллер из серии Naza по цене ближе остальных к Ардупилоту. Несколько моментов, которые были понятны до покупки:

  1. У Ardupilot ГОРАЗДО больше возможностей: полет по точкам, Follow Me, просмотр логов полетов и диагностика, полный контроль и управление с мобильного телефона и многое другое.

  2. Цена Ардупилота заметно ниже. На Алиэкспресс сейчас (январь 2015) вы можете приобрести комплект с GPS и модулем питания за 100$. Наза с такой же комплектацией у того же продавца обойдется в 150$. За эти деньги можно приобрести Ардупилот с GPS, модулем питания, модулями телеметрии, демпферной площадкой и OSD. Конечно, Ардупилот будет “не оригинальным”: на официальном сайте он стоит заметно дороже, но оригинальность тут понятие зыбкое: все его схемы и исходные коды программ открыты — вот любезные китайцы и штампуют.

  3. Наза управляется 32 разрядным процессором, в отличие от Ардупилота с его 8 разрядами. На первый взгляд кажется, что это — преимущество. Но мощный процессор определяет лишь потенциал платформы, а он уже может быть раскрыт (а может и нет) программой, которая под него написана.

  4. Naza-M Lite не поддерживает октокоптеры. Максимальное количество моторов — 6. У Ардупилота такого ограничения нет.

  5. Ходит молва, что Naza — надежнее. Но мы не будем полагаться на слухи. Ardupilot у меня падал пока только из-за ошибок пилота или неисправностей в периферии по отношению к контроллеру.

Что ж, приступим к ощупыванию собственными руками. Эксперименты проводились на нашем тестовом гексакоптере со взлетным весом 2.5кг, 1000kv моторами, 1145 пропеллерами, 3S 5000mah. Рама собственного производства: алюминий, стеклотекстолит, пластиковая миска. Некоторое время на нем стоял Ardupilot 2.6, ну а теперь Naza-M Lite.

гексакоптер Naza-M Lite

Монтаж

Монтировать Назу гораздо приятнее. Разъемами удобно пользоваться, они надежные, все единообразно и позволяет аккуратно уложить провода.

Naza-M Lite

У Ардупилота с этим проблемы (по крайней мере у моего “неоригинала”): от модуля GPS с компасом тянется лапша из проводов с разъемами, которые трудно вставить, а вытащить, не повредив — еще сложнее, особенно без какой-нибудь отверточки или иголки.

Ardupilot GPS

Вместо квадратного GPS модуля Ардупилота можно купить похожий на назовский, но провод у него все равно короткий.

GPS Ardupilot mega

Подсоединить восемь регуляторов скорости в Ардупилот мне не удалось: пока не подпилил пластиковую коробочку — не влезали.

Arducopter BUG FIX

С другой стороны, Naza-M Lite в принципе не поддерживает октокоптеры.

Последний гвоздь в монтаж Ардупилота забивает внешний светодиодный модуль Naza. Он может быть прикреплен в любое удобное место на мультикоптер, и не только является индикатором состояния контроллера, но и предоставляет удобное соединение с компьютером. Для настройки Ардупилота через USB вам придется каждый раз подлезать непосредственно к контроллеру, что может стать проблемой, если вы, как и я, любите закрывать коптер сверху крышкой.

Naza Led module

Настройка

Часто приходится слышать, что Naza готова к полету из коробки. Спешу развеять этот миф. Она готова ровно на столько, на сколько готов Ардупилот. В любом случае вам предстоит один и тот же набор калибровок (радио, регуляторы, компас, гиро +акселль), настройка режимов полета, настройка fail safe.

Неприятным сюрпризом от DJI стало отсутствие встроенной функции калибровки регуляторов скорости. Причем пишут они об этом в середине мануала, после того, как все провода уже соединены. Мне пришлось все разъединять, чтобы откалибровать регуляторы вручную от приемника и пульта. Это немного подпортило впечатление о монтаже, т.к. его пришлось делать два раза. Здесь Ardupilot заботится о пользователях больше. Конечно, это — мелочь, но ведь вся настройка полетного контроллера — мелочь.

Еще один немного раздражающий момент: Наза не питается от USB. При настройке Ардупилота можно воткнуть кабель от компьютера и возиться сколько угодно. Назу же придется дополнительно питать от бортового аккумулятора. Это особенно раздражает т.к. для безопасности приходится снимать пропеллеры с моторов при выполнении операций, которые, казалось бы, не касаются напрямую регуляторов. Ардупилот спокойно питается только от USB, что исключает самопроизвольное включение бензопил во время настройки.

В Naza Assistant калибруются только 4 канала радио (газ, тангаж, крен, рыскание), оставляя в стороне пятый канал управления режимами полета. Вкупе с тем, что нет возможности для любого значения пятого канала выставить любой режим полета и с тем, что у моего пульта Turnigy сломан трехпозиционный переключатель, это доставило мне массу незабываемых моментов, чтобы настроить два режима потела: GPS Atti и просто Atti. В итоге я могу выбирать режим Atti, только влезая в настройки пульта и меняя программные расходы. После этой возни настройка режимов полета Ardupilot оказывается мёдом для коптеровода: все понятно (как и у Назы), но еще и все гибко — для людей.

Ardupilot flight modes

Зато у Назы шикарная калибровка компаса — почти не нужно танцевать, и во время “вуду вуду” не мешаются провода: режим калибровки активируется с пульта, в отличае от Ардупилота, где он активируется с компьютера по USB и требует некоторой сноровки.

Про компас стоит добавить отдельно: у Ардупилот есть функция “ComassMot”. Она позволяет настроить компенсацию ошибок, которые вызваны электромагнитными полями моторов и силовых проводов. Конечно, такие ошибки не являются большой проблемой, если компас расположить достаточно высоко.

В Наза есть забавная и назойливая необходимость выставлять координаты модуля GPS в системе координат коптера, причем начало этой системы координат должно быть в центре масc. Это означает, что по-хорошему каждый раз при смене аккумулятора на побольше, смене подвеса или камеры, вам придется вычислять центр масс и координаты GPS модуля относительно него.

Naza Assistant GPS position

Интересно, зачем это в алгоритмах? Причем в мануале отмечено, если эти координаты выставлены не точно, то удержание позиции по GPS будет работать плохо. Ардупилот отлично обходится как-то и без этого.

Настройка параметров ПИД-регуляторов Ardupilot vs настройка Gain Naza.

Ardupilot:

Ardupilot PIDs

Naza:

Naza GAINS

На нашей тестовой гексе не понадобилось ни то ни другое: и Наза, и Ардупилот в мануалах сообщают, что параметры по умолчанию работают для большинства дронов. Если вам все же придется столкнуться с такими более тонкими настройками, то интерфейс у Назы покажется вам более дружественным. Интерфейс Ардупилота может испугать обилием настраиваемых значений, но 90% из них вам менять не придется если только вам не понадобится что-то специфическое. В соответствующем разделе вики Ардупилота все подробно рассказано.

Гибкости Ардупилота можно было бы посвятить несколько статей, но поскольку у Назы её фактические нет, то ограничимся одним абзацем. Настройка всех этих величин отсутствует в Naza-M Lite, но присутствует в Ardupilot:

  • максимальная скорость полета в режиме с GPS;

  • максимальная скорость взлета/посадки в режиме с барометром;

  • высота, на которой коптер возвращается “домой”;

  • скорость возврата “домой”;

  • полет по точкам;

  • нужно ли разворачивать нос в сторону “дома” при возврате;

  • максимальная высота, после которой включается FailSafe.

Таких параметров там десятки, если вы не хотите про них знать — они не мешаются и установлены адекватными по умолчанию. Ардупилот настолько гибкий и имеет столько возможностей, что я, который пользуюсь им и клонами вот уже два года, не знаю всех его уголков, что, кстати, не мешает летать.

Глюки

Ардупилот Follow Me за мобильным телефоном у нас так и не заработал, хотя весь Ютуб пестрит демонстрациями. Может я что-то проглядел, может какой-то брак. Модуль телеметрии для управления с мобильника не всегда соединяется с коптером: иногда приходится все перезапускать и перетыкать модуль в телефоне. OSD пришедшее в комплекте отображает данные со смещением в пол экрана, хотя старое OSD работает хорошо. Думаю, это можно побороть, но пока лень :-) Да и оно не нужно совсем, если есть подробнейшая телеметрия с телефона, который голосом сообщает высоту и заряд аккумулятора.

При настройке Наза что-то меня дернуло перещелкнуть в Assistant тип приемника. Избавится от появившейся ошибки мне помогли только многократные перезагрузки самой программы и контроллера.

Вероятно я везунчик, раз собрал так мало багов, которые, к тому же, не критичны. Пусть так будет и дальше. Здесь у противоборствующих сторон почти паритет. Глюки Ардупилота коснулись тех возможностей, которые в Naza-M Lite попросту отсутствуют.

Полеты

Режимов полета существует целое множество, но ради сравнения мы будем рассматривать только два наиболее часто используемых: “основной без GPS” и “основной с GPS”.

Мой любимый режим полета с Ardupilot — Stabilize. В нем не участвует GPS и барометр. Квадрокоптер не сопротивляется ветру, а пилот управляет углами наклона и напрямую средней скоростью вращения моторов, причем по шкале самих моторов и регуляторов. Если отпустить стики, то крен и тангаж станут в горизонт и дрон будет висеть на месте, если нет ветра. Если ветер есть, то его “блином” будет сносить. В этом режиме я чувствую полный контроль над аппаратом. Он позволяет летать плавно и, в тоже время, быстро, резко менять курс и даже делать сальто, отключая моторы и подхватывая коптер у земли. Но этот режим почти не подходит для новичков.

Режим с GPS у Ardupilot (Loiter) отличается своей неторопливостью. При правильно установленном и настроенном GPS, коптер хорошо висит на месте, а при подаче команд со стиков скорость жестко ограничена настройками (обычно 5 м/c) по всем направлениям. Это дает четкую уверенность в том, что сейчас будет делать дрон, даже если им управляет неопытный пилот и дует умеренный ветер с порывами.

Базовый режим полета Naza-M Lite без GPS называется Atti. В нем участвует барометр и происходит автоматическое удержание высоты (похожий режим есть и у Ardupilot — Alt. hold). Конечно же, нам больше интересен GPS Atti. Тут уже задействовано спутниковое позиционирование. Этот режим выгодно отличается от Ardupilot Loiter тем, что не теряется маневренность и скорость. У меня были стойкие ощущения, что я летаю в Stabilize и при этом дрон магически может зависнуть на месте, если я все брошу.

Но вот это самое зависание мне понравилось меньше, чем в Ardupilot. При сильном ветре гексакоптер не очень то удерживал даже высоту, а на эксперименты в виде толкания руками реагировал странными маневрами. Вот видео:

А вот, как реагировал Ardupilot, правда ветер был не такой сильный:

Уверен, что это все решается подстройкой Gain, но для начала я решил не трогать “гейны” и “ПИДы” ни в Naza, ни в Ardupilot. Тем не менее Назой управлять все равно очень приятно и мы даже успели с ней поучаствовать в съемках короткометражки от восходящей звезды кинематографа Натальи Косаревой. Условия были не из легких: лес, кусты, порывы ветра, но гекса справилась без нареканий, за что спасибо DJI.

Съемки. Квадрокоптер в лесу

IMG_3792

 Заключение

Сей опус создавался в несколько этапов. Честно говоря, вначале я планировал его как аргументированный разрыв Naza на тряпки. Но, полетав на этом контроллере, я проникся некоторым уважением. Если не брать в расчет широкие возможности Ardupilot, то Naza держится достойно и в чем-то даже лучше. Напоследок — моя субъективная таблица оценок по пятибалльной шкале, как в школе :-), где 1 — хуже некуда, 5+ — лучше некуда.

Ardupilot (100$)

Naza (150$)

Удобство монтажа

2

5

Удобство настройки

4

3

Возможности

5

2

Гибкость

5

3

Отсутствие “глюков”

4

4

Лётные качества

4

4+

Добавить комментарий