11 Commits

Author SHA1 Message Date
Oleg Kalachev
f8f746b0cd Add level calibration 2026-01-30 07:49:26 +03:00
Oleg Kalachev
3dde380bb7 Add parameters for list of modes bound to rc switch
Parameters: CTL_FLT_MODE_0, CTL_FLT_MODE_1, CTL_FLT_MODE_2.
Also fix a bug with incorrect choosing the mode from controlMode.
2026-01-27 16:38:20 +03:00
Oleg Kalachev
377b21429b Fix error when launching the sim
Also make the parameters WIFI_LOC_PORT and WIFI_REM_PORT work in the sim.
2026-01-27 16:32:52 +03:00
Oleg Kalachev
1ac443d6f8 Add a build by Arky Matsekh 2026-01-27 15:17:58 +03:00
Oleg Kalachev
964c0f7bc1 Make setting parameter in console printing actual parameter value.
In some cases, it would not be equal to the requested value.
2026-01-27 09:28:01 +03:00
Oleg Kalachev
40bdaacedb Make motor subsystem configurable using parameters
Motor pins: MOT_PIN_FL, MOT_PIN_FR, MOT_PIN_RL, MOT_PIN_RR.
PWM configuration: MOT_PWM_FREQ, MOT_PWM_RES, MOT_PWM_STOP, MOT_PWM_MIN, MOT_PWM_MAX.
MOT_PWM_MAX = -1 chooses duty cycle mode for brushed motors (default).
2026-01-27 08:40:52 +03:00
Oleg Kalachev
7d74f3d5cd Minor docs fixes 2026-01-27 07:21:21 +03:00
Oleg Kalachev
9fd35ba361 Simplify lpf filter code
Begin with zero instead of the initializing value, as the latter doesn't make much sense in practice, but complicates the code much.
2026-01-24 09:43:46 +03:00
Oleg Kalachev
ca50f75576 Various minor fixes 2026-01-24 09:34:16 +03:00
Oleg Kalachev
e47a31f981 Fix mavlink parameter set acknowledgement value
If the parameter is integer the acknowledgement should contain the rounded value.
2026-01-24 09:32:49 +03:00
Oleg Kalachev
7ad3022798 Add parameter for configuring gyro bias lpf
+ reset the filter on `reset` command
2026-01-24 09:31:32 +03:00
23 changed files with 133 additions and 96 deletions

View File

@@ -138,10 +138,10 @@ You can see a user-contributed [variant of complete circuit diagram](https://mir
|Motor|Position|Direction|Prop type|Motor wires|GPIO| |Motor|Position|Direction|Prop type|Motor wires|GPIO|
|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|
|Motor 0|Rear left|Counter-clockwise|B|Black & White|GPIO12 (*TDI*)| |Motor 0|Rear left|Counter-clockwise|B|Black & White|GPIO12 *(TDI)*|
|Motor 1|Rear right|Clockwise|A|Blue & Red|GPIO13 (*TCK*)| |Motor 1|Rear right|Clockwise|A|Blue & Red|GPIO13 *(TCK)*|
|Motor 2|Front right|Counter-clockwise|B|Black & White|GPIO14 (*TMS*)| |Motor 2|Front right|Counter-clockwise|B|Black & White|GPIO14 *(TMS)*|
|Motor 3|Front left|Clockwise|A|Blue & Red|GPIO15 (*TD0*)| |Motor 3|Front left|Clockwise|A|Blue & Red|GPIO15 *(TD0)*|
Clockwise motors have blue & red wires and correspond to propeller type A (marked on the propeller). Clockwise motors have blue & red wires and correspond to propeller type A (marked on the propeller).
Counter-clockwise motors have black & white wires correspond to propeller type B. Counter-clockwise motors have black & white wires correspond to propeller type B.

View File

@@ -41,10 +41,10 @@ Motors connection table:
|Motor|Position|Direction|Prop type|Motor wires|GPIO| |Motor|Position|Direction|Prop type|Motor wires|GPIO|
|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|
|Motor 0|Rear left|Counter-clockwise|B|Black & White|GPIO12 (*TDI*)| |Motor 0|Rear left|Counter-clockwise|B|Black & White|GPIO12 *(TDI)*|
|Motor 1|Rear right|Clockwise|A|Blue & Red|GPIO13 (*TCK*)| |Motor 1|Rear right|Clockwise|A|Blue & Red|GPIO13 *(TCK)*|
|Motor 2|Front right|Counter-clockwise|B|Black & White|GPIO14 (*TMS*)| |Motor 2|Front right|Counter-clockwise|B|Black & White|GPIO14 *(TMS)*|
|Motor 3|Front left|Clockwise|A|Blue & Red|GPIO15 (*TD0*)| |Motor 3|Front left|Clockwise|A|Blue & Red|GPIO15 *(TD0)*|
## Motors tightening ## Motors tightening

View File

@@ -110,7 +110,7 @@ float angle = Vector::angleBetween(a, b); // 1.57 (90 градусов)
#### Скалярное произведение #### Скалярное произведение
Скалярное произведение векторов (*dot product*) — это произведение длин двух векторов на косинус угла между ними. В математике оно обозначается знаком `·` или слитным написанием векторов. Интуитивно, результат скалярного произведения показывает, насколько два вектора *сонаправлены*. Скалярное произведение векторов *(dot product)* — это произведение длин двух векторов на косинус угла между ними. В математике оно обозначается знаком `·` или слитным написанием векторов. Интуитивно, результат скалярного произведения показывает, насколько два вектора *сонаправлены*.
В Flix используется статический метод `Vector::dot()`: В Flix используется статический метод `Vector::dot()`:
@@ -124,7 +124,7 @@ float dotProduct = Vector::dot(a, b); // 32
#### Векторное произведение #### Векторное произведение
Векторное произведение (*cross product*) позволяет найти вектор, перпендикулярный двум другим векторам. В математике оно обозначается знаком `×`, а в прошивке используется статический метод `Vector::cross()`: Векторное произведение *(cross product)* позволяет найти вектор, перпендикулярный двум другим векторам. В математике оно обозначается знаком `×`, а в прошивке используется статический метод `Vector::cross()`:
```cpp ```cpp
Vector a(1, 2, 3); Vector a(1, 2, 3);
@@ -144,9 +144,9 @@ Vector crossProduct = Vector::cross(a, b); // -3, 6, -3
В прошивке углы Эйлера сохраняются в обычный объект `Vector` (хоть и, строго говоря, не являются вектором): В прошивке углы Эйлера сохраняются в обычный объект `Vector` (хоть и, строго говоря, не являются вектором):
* Угол по крену (*roll*) — `vector.x`. * Угол по крену *(roll)* — `vector.x`.
* Угол по тангажу (*pitch*) — `vector.y`. * Угол по тангажу *(pitch)* — `vector.y`.
* Угол по рысканию (*yaw*) — `vector.z`. * Угол по рысканию *(yaw)* — `vector.z`.
Особенности углов Эйлера: Особенности углов Эйлера:
@@ -162,8 +162,8 @@ Vector crossProduct = Vector::cross(a, b); // -3, 6, -3
Помимо углов Эйлера, любую ориентацию в трехмерном пространстве можно представить в виде вращения вокруг некоторой оси на некоторый угол. В геометрии это доказывается, как **теорема вращения Эйлера**. В таком представлении ориентация задается двумя величинами: Помимо углов Эйлера, любую ориентацию в трехмерном пространстве можно представить в виде вращения вокруг некоторой оси на некоторый угол. В геометрии это доказывается, как **теорема вращения Эйлера**. В таком представлении ориентация задается двумя величинами:
* **Ось вращения** (*axis*) — единичный вектор, определяющий ось вращения. * **Ось вращения** *(axis)* — единичный вектор, определяющий ось вращения.
* **Угол поворота** (*angle* или *θ*) — угол, на который нужно повернуть объект вокруг этой оси. * **Угол поворота** *(angle* или *θ)* — угол, на который нужно повернуть объект вокруг этой оси.
В Flix ось вращения задается объектом `Vector`, а угол поворота — числом типа `float` в радианах: В Flix ось вращения задается объектом `Vector`, а угол поворота — числом типа `float` в радианах:
@@ -177,7 +177,7 @@ float angle = radians(45);
### Вектор вращения ### Вектор вращения
Если умножить вектор *axis* на угол поворота *θ*, то получится **вектор вращения** (*rotation vector*). Этот вектор играет важную роль в алгоритмах управления ориентацией летательного аппарата. Если умножить вектор *axis* на угол поворота *θ*, то получится **вектор вращения** *(rotation vector)*. Этот вектор играет важную роль в алгоритмах управления ориентацией летательного аппарата.
Вектор вращения обладает замечательным свойством: если угловые скорости объекта (в собственной системе координат) в каждый момент времени совпадают с компонентами этого вектора, то за единичное время объект придет к заданной этим вектором ориентации. Это свойство позволяет использовать вектор вращения для управления ориентацией объекта посредством управления угловыми скоростями. Вектор вращения обладает замечательным свойством: если угловые скорости объекта (в собственной системе координат) в каждый момент времени совпадают с компонентами этого вектора, то за единичное время объект придет к заданной этим вектором ориентации. Это свойство позволяет использовать вектор вращения для управления ориентацией объекта посредством управления угловыми скоростями.
@@ -198,7 +198,7 @@ Vector rotation = radians(45) * Vector(1, 2, 3);
<a href="https://github.com/okalachev/flix/blob/master/flix/quaternion.h"><code>quaternion.h</code></a>.<br> <a href="https://github.com/okalachev/flix/blob/master/flix/quaternion.h"><code>quaternion.h</code></a>.<br>
</div> </div>
Вектор вращения удобен, но еще удобнее использовать **кватернион**. В Flix кватернионы задаются объектами `Quaternion` из библиотеки `quaternion.h`. Кватернион состоит из четырех значений: *w*, *x*, *y*, *z* и рассчитывается из вектора оси вращения (*axis*) и угла поворота (*θ*) по формуле: Вектор вращения удобен, но еще удобнее использовать **кватернион**. В Flix кватернионы задаются объектами `Quaternion` из библиотеки `quaternion.h`. Кватернион состоит из четырех значений: *w*, *x*, *y*, *z* и рассчитывается из вектора оси вращения *(axis)* и угла поворота *(θ)* по формуле:
\\[ q = \left( \begin{array}{c} w \\\\ x \\\\ y \\\\ z \end{array} \right) = \left( \begin{array}{c} \cos\left(\frac{\theta}{2}\right) \\\\ axis\_x \cdot \sin\left(\frac{\theta}{2}\right) \\\\ axis\_y \cdot \sin\left(\frac{\theta}{2}\right) \\\\ axis\_z \cdot \sin\left(\frac{\theta}{2}\right) \end{array} \right) \\] \\[ q = \left( \begin{array}{c} w \\\\ x \\\\ y \\\\ z \end{array} \right) = \left( \begin{array}{c} \cos\left(\frac{\theta}{2}\right) \\\\ axis\_x \cdot \sin\left(\frac{\theta}{2}\right) \\\\ axis\_y \cdot \sin\left(\frac{\theta}{2}\right) \\\\ axis\_z \cdot \sin\left(\frac{\theta}{2}\right) \end{array} \right) \\]

View File

@@ -177,7 +177,7 @@ imu.setDLPF(imu.DLPF_MAX);
## Калибровка гироскопа ## Калибровка гироскопа
Как и любое измерительное устройство, гироскоп вносит искажения в измерения. Наиболее простая модель этих искажений делит их на статические смещения (*bias*) и случайный шум (*noise*): Как и любое измерительное устройство, гироскоп вносит искажения в измерения. Наиболее простая модель этих искажений делит их на статические смещения *(bias)* и случайный шум *(noise)*:
\\[ gyro_{xyz}=rates_{xyz}+bias_{xyz}+noise \\] \\[ gyro_{xyz}=rates_{xyz}+bias_{xyz}+noise \\]

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 62 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 48 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 50 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 17 KiB

View File

@@ -13,10 +13,10 @@ Do the following:
Do the following: Do the following:
* **Check the battery voltage**. Use a multimeter to measure the battery voltage. It should be in range of 3.7-4.2 V. * **Check the battery voltage**. Use a multimeter to measure the battery voltage. It should be in range of 3.7-4.2 V.
* **Check if there are some startup errors**. Connect the ESP32 to the computer and check the Serial Monitor output. Use the Reset button to make sure you see the whole ESP32 output. * **Check if there are some startup errors**. Connect the ESP32 to the computer and check the Serial Monitor output. Use the Reset button to make sure you see the whole ESP32 startup output.
* **Check the baudrate is correct**. If you see garbage characters in the Serial Monitor, make sure the baudrate is set to 115200. * **Check the baudrate is correct**. If you see garbage characters in the Serial Monitor, make sure the baudrate is set to 115200.
* **Make sure correct IMU model is chosen**. If using ICM-20948/MPU-6050 board, change `MPU9250` to `ICM20948`/`MPU6050` in the `imu.ino` file. * **Make sure correct IMU model is chosen**. If using ICM-20948/MPU-6050 board, change `MPU9250` to `ICM20948`/`MPU6050` in the `imu.ino` file.
* **Check if the CLI is working**. Perform `help` command in Serial Monitor. You should see the list of available commands. You can also access the CLI using QGroundControl (*Vehicle Setup**Analyze Tools**MAVLink Console*). * **Check if the console is working**. Perform `help` command in Serial Monitor. You should see the list of available commands. You can also access the console using QGroundControl *(Vehicle Setup**Analyze Tools**MAVLink Console)*.
* **Configure QGroundControl correctly before connecting to the drone** if you use it to control the drone. Go to the settings and enable *Virtual Joystick*. *Auto-Center Throttle* setting **should be disabled**. * **Configure QGroundControl correctly before connecting to the drone** if you use it to control the drone. Go to the settings and enable *Virtual Joystick*. *Auto-Center Throttle* setting **should be disabled**.
* **If QGroundControl doesn't connect**, you might need to disable the firewall and/or VPN on your computer. * **If QGroundControl doesn't connect**, you might need to disable the firewall and/or VPN on your computer.
* **Check the IMU is working**. Perform `imu` command and check its output: * **Check the IMU is working**. Perform `imu` command and check its output:

View File

@@ -134,6 +134,20 @@ Before flight you need to calibrate the accelerometer:
1. Access the console using QGroundControl (recommended) or Serial Monitor. 1. Access the console using QGroundControl (recommended) or Serial Monitor.
2. Type `ca` command there and follow the instructions. 2. Type `ca` command there and follow the instructions.
### Setup motors
If using non-default motor pins, set the pin numbers using the parameters: `MOTOR_PIN_FL`, `MOTOR_PIN_FR`, `MOTOR_PIN_RL`, `MOTOR_PIN_RR` (front-left, front-right, rear-left, rear-right respectively).
If using brushless motors and ESCs:
1. Set the appropriate PWM using the parameters: `MOT_PWM_STOP`, `MOT_PWM_MIN`, and `MOT_PWM_MAX` (1000, 1000, and 2000 is typical).
2. Decrease the PWM frequency using the `MOT_PWM_FREQ` parameter (400 is typical).
Reboot the drone to apply the changes.
> [!CAUTION]
> **Remove the props when configuring the motors!** If improperly configured, you may not be able to stop them.
### Check everything works ### Check everything works
1. Check the IMU is working: perform `imu` command and check its output: 1. Check the IMU is working: perform `imu` command and check its output:
@@ -250,8 +264,8 @@ You can configure the Wi-Fi using parameters and console commands.
The Wi-Fi mode is chosen using `WIFI_MODE` parameter in QGroundControl or in the console: The Wi-Fi mode is chosen using `WIFI_MODE` parameter in QGroundControl or in the console:
* `0` — Wi-Fi is disabled. * `0` — Wi-Fi is disabled.
* `1` — Access Point mode (*AP*) the drone creates a Wi-Fi network. * `1` — Access Point mode *(AP)* the drone creates a Wi-Fi network.
* `2` — Client mode (*STA*) — the drone connects to an existing Wi-Fi network. * `2` — Client mode *(STA)* the drone connects to an existing Wi-Fi network.
* `3` — *ESP-NOW (not implemented yet)*. * `3` — *ESP-NOW (not implemented yet)*.
> [!WARNING] > [!WARNING]

View File

@@ -4,6 +4,17 @@ This page contains user-built drones based on the Flix project. Publish your pro
--- ---
Author: **Arkadiy "Arky" Matsekh**, Foucault Dynamics, Gold Coast, Australia.<br>
The drone was built for the University of Queensland industry-led Master's capstone project.
**Flight video:**
<a href="https://drive.google.com/file/d/1NNYSVXBY-w0JjCo07D8-PgnVq3ca9plj/view?usp=sharing"><img height=300 src="img/user/arkymatsekh/video.jpg"></a>
<img src="img/user/arkymatsekh/1.jpg" height=150> <img src="img/user/arkymatsekh/2.jpg" height=150> <img src="img/user/arkymatsekh/3.jpg" height=150>
---
Author: [goldarte](https://t.me/goldarte).<br> Author: [goldarte](https://t.me/goldarte).<br>
<img src="img/user/goldarte/1.jpg" height=150> <img src="img/user/goldarte/2.jpg" height=150> <img src="img/user/goldarte/1.jpg" height=150> <img src="img/user/goldarte/2.jpg" height=150>

View File

@@ -6,6 +6,7 @@
#include "pid.h" #include "pid.h"
#include "vector.h" #include "vector.h"
#include "util.h" #include "util.h"
#include "lpf.h"
extern const int MOTOR_REAR_LEFT, MOTOR_REAR_RIGHT, MOTOR_FRONT_RIGHT, MOTOR_FRONT_LEFT; extern const int MOTOR_REAR_LEFT, MOTOR_REAR_RIGHT, MOTOR_FRONT_RIGHT, MOTOR_FRONT_LEFT;
extern const int RAW, ACRO, STAB, AUTO; extern const int RAW, ACRO, STAB, AUTO;
@@ -14,6 +15,7 @@ extern uint16_t channels[16];
extern float controlTime; extern float controlTime;
extern int mode; extern int mode;
extern bool armed; extern bool armed;
extern LowPassFilter<Vector> gyroBiasFilter;
const char* motd = const char* motd =
"\nWelcome to\n" "\nWelcome to\n"
@@ -44,6 +46,7 @@ const char* motd =
"log [dump] - print log header [and data]\n" "log [dump] - print log header [and data]\n"
"cr - calibrate RC\n" "cr - calibrate RC\n"
"ca - calibrate accel\n" "ca - calibrate accel\n"
"cl - calibrate level\n"
"mfr, mfl, mrr, mrl - test motor (remove props)\n" "mfr, mfl, mrr, mrl - test motor (remove props)\n"
"sys - show system info\n" "sys - show system info\n"
"reset - reset drone's state\n" "reset - reset drone's state\n"
@@ -92,7 +95,7 @@ void doCommand(String str, bool echo = false) {
} else if (command == "p") { } else if (command == "p") {
bool success = setParameter(arg0.c_str(), arg1.toFloat()); bool success = setParameter(arg0.c_str(), arg1.toFloat());
if (success) { if (success) {
print("%s = %g\n", arg0.c_str(), arg1.toFloat()); print("%s = %g\n", arg0.c_str(), getParameter(arg0.c_str()));
} else { } else {
print("Parameter not found: %s\n", arg0.c_str()); print("Parameter not found: %s\n", arg0.c_str());
} }
@@ -149,6 +152,8 @@ void doCommand(String str, bool echo = false) {
calibrateRC(); calibrateRC();
} else if (command == "ca") { } else if (command == "ca") {
calibrateAccel(); calibrateAccel();
} else if (command == "cl") {
calibrateLevel();
} else if (command == "mfr") { } else if (command == "mfr") {
testMotor(MOTOR_FRONT_RIGHT); testMotor(MOTOR_FRONT_RIGHT);
} else if (command == "mfl") { } else if (command == "mfl") {
@@ -178,6 +183,7 @@ void doCommand(String str, bool echo = false) {
#endif #endif
} else if (command == "reset") { } else if (command == "reset") {
attitude = Quaternion(); attitude = Quaternion();
gyroBiasFilter.reset();
} else if (command == "reboot") { } else if (command == "reboot") {
ESP.restart(); ESP.restart();
} else { } else {

View File

@@ -52,6 +52,7 @@ PID pitchPID(PITCH_P, PITCH_I, PITCH_D);
PID yawPID(YAW_P, 0, 0); PID yawPID(YAW_P, 0, 0);
Vector maxRate(ROLLRATE_MAX, PITCHRATE_MAX, YAWRATE_MAX); Vector maxRate(ROLLRATE_MAX, PITCHRATE_MAX, YAWRATE_MAX);
float tiltMax = TILT_MAX; float tiltMax = TILT_MAX;
int flightModes[] = {STAB, STAB, STAB}; // map for rc mode switch
extern const int MOTOR_REAR_LEFT, MOTOR_REAR_RIGHT, MOTOR_FRONT_RIGHT, MOTOR_FRONT_LEFT; extern const int MOTOR_REAR_LEFT, MOTOR_REAR_RIGHT, MOTOR_FRONT_RIGHT, MOTOR_FRONT_LEFT;
extern float controlRoll, controlPitch, controlThrottle, controlYaw, controlMode; extern float controlRoll, controlPitch, controlThrottle, controlYaw, controlMode;
@@ -65,9 +66,9 @@ void control() {
} }
void interpretControls() { void interpretControls() {
if (controlMode < 0.25) mode = STAB; if (controlMode < 0.25) mode = flightModes[0];
if (controlMode < 0.75) mode = STAB; else if (controlMode < 0.75) mode = flightModes[1];
if (controlMode > 0.75) mode = STAB; else if (controlMode > 0.75) mode = flightModes[2];
if (mode == AUTO) return; // pilot is not effective in AUTO mode if (mode == AUTO) return; // pilot is not effective in AUTO mode

View File

@@ -7,7 +7,6 @@
#include "quaternion.h" #include "quaternion.h"
#include "util.h" #include "util.h"
extern float t, dt; extern float t, dt;
extern float controlRoll, controlPitch, controlYaw, controlThrottle, controlMode; extern float controlRoll, controlPitch, controlYaw, controlThrottle, controlMode;
extern Vector gyro, acc; extern Vector gyro, acc;

View File

@@ -19,6 +19,8 @@ Vector acc; // accelerometer output, m/s/s
Vector accBias; Vector accBias;
Vector accScale(1, 1, 1); Vector accScale(1, 1, 1);
LowPassFilter<Vector> gyroBiasFilter(0.001);
void setupIMU() { void setupIMU() {
print("Setup IMU\n"); print("Setup IMU\n");
imu.begin(); imu.begin();
@@ -50,8 +52,6 @@ void readIMU() {
void calibrateGyroOnce() { void calibrateGyroOnce() {
static Delay landedDelay(2); static Delay landedDelay(2);
if (!landedDelay.update(landed)) return; // calibrate only if definitely stationary if (!landedDelay.update(landed)) return; // calibrate only if definitely stationary
static LowPassFilter<Vector> gyroBiasFilter(0.001);
gyroBias = gyroBiasFilter.update(gyro); gyroBias = gyroBiasFilter.update(gyro);
} }
@@ -110,6 +110,14 @@ void calibrateAccelOnce() {
accBias = (accMax + accMin) / 2; accBias = (accMax + accMin) / 2;
} }
void calibrateLevel() {
print("Place perfectly level [1 sec]\n");
pause(1);
Quaternion correction = Quaternion::fromBetweenVectors(Quaternion::rotateVector(Vector(0, 0, 1), attitude), Vector(0, 0, 1));
imuRotation = Quaternion::rotate(correction, Quaternion::fromEuler(imuRotation)).toEuler();
print("✓ Done: %.3f %.3f %.3f\n", degrees(imuRotation.x), degrees(imuRotation.y), degrees(imuRotation.z));
}
void printIMUCalibration() { void printIMUCalibration() {
print("gyro bias: %f %f %f\n", gyroBias.x, gyroBias.y, gyroBias.z); print("gyro bias: %f %f %f\n", gyroBias.x, gyroBias.y, gyroBias.z);
print("accel bias: %f %f %f\n", accBias.x, accBias.y, accBias.z); print("accel bias: %f %f %f\n", accBias.x, accBias.y, accBias.z);

View File

@@ -14,15 +14,6 @@ public:
LowPassFilter(float alpha): alpha(alpha) {}; LowPassFilter(float alpha): alpha(alpha) {};
T update(const T input) { T update(const T input) {
if (alpha == 1) { // filter disabled
return input;
}
if (!initialized) {
output = input;
initialized = true;
}
return output += alpha * (input - output); return output += alpha * (input - output);
} }
@@ -31,9 +22,6 @@ public:
} }
void reset() { void reset() {
initialized = false; output = T(); // set to zero
} }
private:
bool initialized = false;
}; };

View File

@@ -142,7 +142,7 @@ void handleMavlink(const void *_msg) {
// send ack // send ack
mavlink_message_t msg; mavlink_message_t msg;
mavlink_msg_param_value_pack(mavlinkSysId, MAV_COMP_ID_AUTOPILOT1, &msg, mavlink_msg_param_value_pack(mavlinkSysId, MAV_COMP_ID_AUTOPILOT1, &msg,
m.param_id, m.param_value, MAV_PARAM_TYPE_REAL32, parametersCount(), 0); // index is unknown m.param_id, getParameter(name), MAV_PARAM_TYPE_REAL32, parametersCount(), 0); // index is unknown
sendMessage(&msg); sendMessage(&msg);
} }

View File

@@ -1,24 +1,19 @@
// Copyright (c) 2023 Oleg Kalachev <okalachev@gmail.com> // Copyright (c) 2023 Oleg Kalachev <okalachev@gmail.com>
// Repository: https://github.com/okalachev/flix // Repository: https://github.com/okalachev/flix
// Motors output control using MOSFETs // PWM control for motors
// In case of using ESCs, change PWM_STOP, PWM_MIN and PWM_MAX to appropriate values in μs, decrease PWM_FREQUENCY (to 400)
#include "util.h" #include "util.h"
#define MOTOR_0_PIN 12 // rear left
#define MOTOR_1_PIN 13 // rear right
#define MOTOR_2_PIN 14 // front right
#define MOTOR_3_PIN 15 // front left
#define PWM_FREQUENCY 78000
#define PWM_RESOLUTION 10
#define PWM_STOP 0
#define PWM_MIN 0
#define PWM_MAX 1000000 / PWM_FREQUENCY
float motors[4]; // normalized motor thrusts in range [0..1] float motors[4]; // normalized motor thrusts in range [0..1]
int motorPins[4] = {12, 13, 14, 15}; // default pin numbers
int pwmFrequency = 78000;
int pwmResolution = 10;
int pwmStop = 0;
int pwmMin = 0;
int pwmMax = -1; // -1 means duty cycle mode
const int MOTOR_REAR_LEFT = 0; const int MOTOR_REAR_LEFT = 0;
const int MOTOR_REAR_RIGHT = 1; const int MOTOR_REAR_RIGHT = 1;
const int MOTOR_FRONT_RIGHT = 2; const int MOTOR_FRONT_RIGHT = 2;
@@ -26,30 +21,30 @@ const int MOTOR_FRONT_LEFT = 3;
void setupMotors() { void setupMotors() {
print("Setup Motors\n"); print("Setup Motors\n");
// configure pins // configure pins
ledcAttach(MOTOR_0_PIN, PWM_FREQUENCY, PWM_RESOLUTION); for (int i = 0; i < 4; i++) {
ledcAttach(MOTOR_1_PIN, PWM_FREQUENCY, PWM_RESOLUTION); ledcAttach(motorPins[i], pwmFrequency, pwmResolution);
ledcAttach(MOTOR_2_PIN, PWM_FREQUENCY, PWM_RESOLUTION); }
ledcAttach(MOTOR_3_PIN, PWM_FREQUENCY, PWM_RESOLUTION);
sendMotors(); sendMotors();
print("Motors initialized\n"); print("Motors initialized\n");
} }
int getDutyCycle(float value) { void sendMotors() {
value = constrain(value, 0, 1); for (int i = 0; i < 4; i++) {
float pwm = mapf(value, 0, 1, PWM_MIN, PWM_MAX); ledcWrite(motorPins[i], getDutyCycle(motors[i]));
if (value == 0) pwm = PWM_STOP; }
float duty = mapf(pwm, 0, 1000000 / PWM_FREQUENCY, 0, (1 << PWM_RESOLUTION) - 1);
return round(duty);
} }
void sendMotors() { int getDutyCycle(float value) {
ledcWrite(MOTOR_0_PIN, getDutyCycle(motors[0])); value = constrain(value, 0, 1);
ledcWrite(MOTOR_1_PIN, getDutyCycle(motors[1])); if (pwmMax >= 0) { // pwm mode
ledcWrite(MOTOR_2_PIN, getDutyCycle(motors[2])); float pwm = mapf(value, 0, 1, pwmMin, pwmMax);
ledcWrite(MOTOR_3_PIN, getDutyCycle(motors[3])); if (value == 0) pwm = pwmStop;
float duty = mapf(pwm, 0, 1000000 / pwmFrequency, 0, (1 << pwmResolution) - 1);
return round(duty);
} else { // duty cycle mode
return round(value * ((1 << pwmResolution) - 1));
}
} }
bool motorsActive() { bool motorsActive() {

View File

@@ -49,6 +49,9 @@ Parameter parameters[] = {
{"CTL_R_RATE_MAX", &maxRate.x}, {"CTL_R_RATE_MAX", &maxRate.x},
{"CTL_Y_RATE_MAX", &maxRate.z}, {"CTL_Y_RATE_MAX", &maxRate.z},
{"CTL_TILT_MAX", &tiltMax}, {"CTL_TILT_MAX", &tiltMax},
{"CTL_FLT_MODE_0", &flightModes[0]},
{"CTL_FLT_MODE_1", &flightModes[1]},
{"CTL_FLT_MODE_2", &flightModes[2]},
// imu // imu
{"IMU_ROT_ROLL", &imuRotation.x}, {"IMU_ROT_ROLL", &imuRotation.x},
{"IMU_ROT_PITCH", &imuRotation.y}, {"IMU_ROT_PITCH", &imuRotation.y},
@@ -59,9 +62,20 @@ Parameter parameters[] = {
{"IMU_ACC_SCALE_X", &accScale.x}, {"IMU_ACC_SCALE_X", &accScale.x},
{"IMU_ACC_SCALE_Y", &accScale.y}, {"IMU_ACC_SCALE_Y", &accScale.y},
{"IMU_ACC_SCALE_Z", &accScale.z}, {"IMU_ACC_SCALE_Z", &accScale.z},
{"IMU_GYRO_BIAS_A", &gyroBiasFilter.alpha},
// estimate // estimate
{"EST_ACC_WEIGHT", &accWeight}, {"EST_ACC_WEIGHT", &accWeight},
{"EST_RATES_LPF_A", &ratesFilter.alpha}, {"EST_RATES_LPF_A", &ratesFilter.alpha},
// motors
{"MOT_PIN_FL", &motorPins[MOTOR_FRONT_LEFT]},
{"MOT_PIN_FR", &motorPins[MOTOR_FRONT_RIGHT]},
{"MOT_PIN_RL", &motorPins[MOTOR_REAR_LEFT]},
{"MOT_PIN_RR", &motorPins[MOTOR_REAR_RIGHT]},
{"MOT_PWM_FREQ", &pwmFrequency},
{"MOT_PWM_RES", &pwmResolution},
{"MOT_PWM_STOP", &pwmStop},
{"MOT_PWM_MIN", &pwmMin},
{"MOT_PWM_MAX", &pwmMax},
// rc // rc
{"RC_ZERO_0", &channelZero[0]}, {"RC_ZERO_0", &channelZero[0]},
{"RC_ZERO_1", &channelZero[1]}, {"RC_ZERO_1", &channelZero[1]},

View File

@@ -9,6 +9,7 @@
#include "quaternion.h" #include "quaternion.h"
#include "Arduino.h" #include "Arduino.h"
#include "wifi.h" #include "wifi.h"
#include "lpf.h"
extern float t, dt; extern float t, dt;
extern float controlRoll, controlPitch, controlYaw, controlThrottle, controlMode; extern float controlRoll, controlPitch, controlYaw, controlThrottle, controlMode;
@@ -19,6 +20,7 @@ extern float motors[4];
Vector gyro, acc, imuRotation; Vector gyro, acc, imuRotation;
Vector accBias, gyroBias, accScale(1, 1, 1); Vector accBias, gyroBias, accScale(1, 1, 1);
LowPassFilter<Vector> gyroBiasFilter(0);
// declarations // declarations
void step(); void step();
@@ -32,6 +34,7 @@ void controlRates();
void controlTorque(); void controlTorque();
const char* getModeName(); const char* getModeName();
void sendMotors(); void sendMotors();
int getDutyCycle(float value);
bool motorsActive(); bool motorsActive();
void testMotor(int n); void testMotor(int n);
void print(const char* format, ...); void print(const char* format, ...);
@@ -68,6 +71,7 @@ void resetParameters();
void setLED(bool on) {}; void setLED(bool on) {};
void calibrateGyro() { print("Skip gyro calibrating\n"); }; void calibrateGyro() { print("Skip gyro calibrating\n"); };
void calibrateAccel() { print("Skip accel calibrating\n"); }; void calibrateAccel() { print("Skip accel calibrating\n"); };
void calibrateLevel() { print("Skip level calibrating\n"); };
void printIMUCalibration() { print("cal: N/A\n"); }; void printIMUCalibration() { print("cal: N/A\n"); };
void printIMUInfo() {}; void printIMUInfo() {};
void printWiFiInfo() {}; void printWiFiInfo() {};

View File

@@ -11,9 +11,10 @@
#include <sys/poll.h> #include <sys/poll.h>
#include <gazebo/gazebo.hh> #include <gazebo/gazebo.hh>
#define WIFI_UDP_PORT 14580 int wifiMode = 1; // mock
#define WIFI_UDP_REMOTE_PORT 14550 int udpLocalPort = 14580;
#define WIFI_UDP_REMOTE_ADDR "255.255.255.255" int udpRemotePort = 14550;
const char *udpRemoteIP = "255.255.255.255";
int wifiSocket; int wifiSocket;
@@ -22,22 +23,22 @@ void setupWiFi() {
sockaddr_in addr; // local address sockaddr_in addr; // local address
addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
addr.sin_port = htons(WIFI_UDP_PORT); addr.sin_port = htons(udpLocalPort);
if (bind(wifiSocket, (sockaddr *)&addr, sizeof(addr))) { if (bind(wifiSocket, (sockaddr *)&addr, sizeof(addr))) {
gzerr << "Failed to bind WiFi UDP socket on port " << WIFI_UDP_PORT << std::endl; gzerr << "Failed to bind WiFi UDP socket on port " << udpLocalPort << std::endl;
return; return;
} }
int broadcast = 1; int broadcast = 1;
setsockopt(wifiSocket, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &broadcast, sizeof(broadcast)); // enable broadcast setsockopt(wifiSocket, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &broadcast, sizeof(broadcast)); // enable broadcast
gzmsg << "WiFi UDP socket initialized on port " << WIFI_UDP_PORT << " (remote port " << WIFI_UDP_REMOTE_PORT << ")" << std::endl; gzmsg << "WiFi UDP socket initialized on port " << udpLocalPort << " (remote port " << udpRemotePort << ")" << std::endl;
} }
void sendWiFi(const uint8_t *buf, int len) { void sendWiFi(const uint8_t *buf, int len) {
if (wifiSocket == 0) setupWiFi(); if (wifiSocket == 0) setupWiFi();
sockaddr_in addr; // remote address sockaddr_in addr; // remote address
addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(WIFI_UDP_REMOTE_ADDR); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(udpRemoteIP);
addr.sin_port = htons(WIFI_UDP_REMOTE_PORT); addr.sin_port = htons(udpRemotePort);
sendto(wifiSocket, buf, len, 0, (sockaddr *)&addr, sizeof(addr)); sendto(wifiSocket, buf, len, 0, (sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
} }

View File

@@ -13,7 +13,7 @@ lines = []
print('Downloading log...') print('Downloading log...')
count = 0 count = 0
dev.write('log\n'.encode()) dev.write('log dump\n'.encode())
while True: while True:
line = dev.readline() line = dev.readline()
if not line: if not line:

View File

@@ -92,17 +92,17 @@ Full list of events:
|-----|-----------|----------------| |-----|-----------|----------------|
|`connected`|Connected to the drone|| |`connected`|Connected to the drone||
|`disconnected`|Connection is lost|| |`disconnected`|Connection is lost||
|`armed`|Armed state update|Armed state (*bool*)| |`armed`|Armed state update|Armed state *(bool)*|
|`mode`|Flight mode update|Flight mode (*str*)| |`mode`|Flight mode update|Flight mode *(str)*|
|`landed`|Landed state update|Landed state (*bool*)| |`landed`|Landed state update|Landed state *(bool)*|
|`print`|The drone prints text to the console|Text| |`print`|The drone prints text to the console|Text|
|`attitude`|Attitude update|Attitude quaternion (*list*)| |`attitude`|Attitude update|Attitude quaternion *(list)*|
|`attitude_euler`|Attitude update|Euler angles (*list*)| |`attitude_euler`|Attitude update|Euler angles *(list)*|
|`rates`|Angular rates update|Angular rates (*list*)| |`rates`|Angular rates update|Angular rates *(list)*|
|`channels`|Raw RC channels update|Raw RC channels (*list*)| |`channels`|Raw RC channels update|Raw RC channels *(list)*|
|`motors`|Motor outputs update|Motor outputs (*list*)| |`motors`|Motor outputs update|Motor outputs *(list)*|
|`acc`|Accelerometer update|Accelerometer output (*list*)| |`acc`|Accelerometer update|Accelerometer output *(list)*|
|`gyro`|Gyroscope update|Gyroscope output (*list*)| |`gyro`|Gyroscope update|Gyroscope output *(list)*|
|`mavlink`|Received MAVLink message|Message object| |`mavlink`|Received MAVLink message|Message object|
|`mavlink.<message_name>`|Received specific MAVLink message|Message object| |`mavlink.<message_name>`|Received specific MAVLink message|Message object|
|`mavlink.<message_id>`|Received specific MAVLink message|Message object| |`mavlink.<message_id>`|Received specific MAVLink message|Message object|
@@ -277,7 +277,3 @@ logger = logging.getLogger('flix')
logger.setLevel(logging.DEBUG) # be more verbose logger.setLevel(logging.DEBUG) # be more verbose
logger.setLevel(logging.WARNING) # be less verbose logger.setLevel(logging.WARNING) # be less verbose
``` ```
## Stability
The library is in development stage. The API is not stable.