fpedd/ArducopterManual.docx

## ArducopterManual.docx
Allgemein

Allgemein:
1.	Um bei MP die „Full Parameter List“ und co. sehen zu können: Ohne Copter verbunden zu haben in „Config/Tuning“, unten auf „Layout“ und „Basic“ auf „Advanced“ ändern.
2.	Überblick über alle Parameter: http://ardupilot.org/copter/docs/parameters.html#rngfnd-parameters
3.


RTK
RTK info:
1.	EK2_GPS_TYPE muss auf „0“ stehen
2.	RTK Groundstation darf sich unter keinen Umständen während des Fluges bewegen!!!
3.	Sollte die RTK Base vom Computer nicht erkannt werden müssen unter Umständen Treiber installiert werden. (UBX-GNSS-CDC-ACM-windows_Driver_(UBX-drv-v1.2.0.8).exe)

RTK firmware update:
1.	Für das Firmware Update wird U-Center ( eine Management Software von U-Blox) (aktuelle Version: 8.26) benötigt. Diese kann auf der Website des Herstellers gefunden werden.
2.	Software herunterladen und installieren.
3.	Um die Firmware herunter zu laden auf der Herstellerseite in das Suchfeld „HPG„ eingeben. Dann aktuellste Firmware herunterladen. (aktueller Stand 1.4) (u-blox M8 Flash Firmware 3.01 HPG 1.40 - …)
4.	U-Center öffnen
5.	Base: USB Kabel an Base und an Computer USB Port stecken. Rover: GPS mit 3 Hexschrauben aufschrauben. Kabel an freien Port auf Platine und Computer USB Port stecken.
6.	In Software: Receiver -> Port: jeweils richtigen Com Port auswählen.
7.	Receiver -> Baudrate -> 38400
8.	Tools -> Firmware Update -> Fenster öffnet sich
9.	Firmware image: für Base in Firmware Ordner die Datei mit „REFERENCE“ auswählen. Für Copter in Firmware Datei mi „ROVER“ auswählen.
10.	Flash definition file: leer
11.	FIS: Unter „Program Files \ u-blox \ u-center \ flash.xml“ auswählen.
12.	Häkchen: Linke Reihe von oben nach unten: no / yes / no. Rechte Reihe von oben nach unten: yes / no / yes
13.	„OK“ klicken und warten bis der Hintergrund des neuen Fensters grün wird.

RTK Position einmessen:
1.	An neuem Ort: RTK Groundstation an PC über USB verbinden (Antenne an Grounstation schrauben und an einem „freien“ Ort SICHER platzieren).
2.	In MP: Inital Setup -> Optional Hardware -> RTK/GPS Inject
3.	New RTCM msg: CHECKED, M8P autoconfig: CHECKED, M8P fw 130+: CHECKED
4.	Links Oben COM Port der Groundstation auswählen und auf „connect“ drücken. (Baudrate sollte auf 38400. Diese wird aber von MP selber wieder auf 115200 geändert.)
5.	Warten bis unten min. 10 Sats. Mit grünen Balken angezeigt werden.
6.	Gewünschte Genauigkeit in Metern eingeben. (Zeit Parameter ist egal!)
7.	„Restart“ drücken und rechts in der Box M8P Genauigkeit beobachten. (Sollte nach ca. 1 min deutlich unter 3 Metern sein.)
8.	Wenn gewünschte Genauigkeit erreicht (Schrift in Box wird grün), „Save Base Position“ klicken und gewünschten Namen eingeben. (in Namen bitte ausgewählte Genauigkeit vermerken!!)
9.	Neue Position sollte jetzt in der Liste verfügbar sein und mit „USE“ wählbar sein. WIRD KEINE POSITION AUSGEWÄHLT, SO WIRD DIE ZULETZT EINGEMESSENE POSITION BENUTZT.

RTK nutzen:
1.	1-5. s.o.
2.	Gewünschte Position in Liste mit „USE“ auswählen. (Schrift in Box „M8P“ rechts sollte grün sein)
3.	Auf „Flight Data“ (Hauptfenster) wechseln und über Telemetrie mit Copter verbinden.
4.	In „HUD“ Fenster sollte rechts unten von „GPS 3D Fix“ auf „GPS: rtk Float“ ändern.
5.	RTK Korrekturdaten werden nun live von Groundstation GPS über den Laptop und Mission Planner via Telemetrie an den Copter gesendet.

RTK links:
1.	RTK Dokumentation: http://ardupilot.org/copter/docs/common-here-plus-gps.html
2.	Treiber Downloads: https://www.u-blox.com/en/product-resources?f[0]=property_file_product_filter%3A2779
3.	Produkt Seite des Herstellers: Unter „DOWNLOAD“ finden sich 4 interessante PDFs, unteranderem „Update Instructions“: http://www.proficnc.com/gps/77-gps-module.html


LIDAR

LIDAR info:
1.	Das Lidar zieht bei Start und während der Nutzung einen relativ hohen Strom. Außerdem kommt es zu Stromspitzen. Eine leistungsstarke und stabile Stromversorgung ist somit wichtig. Außerdem empfiehlt es sich, eine
2.	Bei dem Lidar Lite V3 lässt sich die I2C adresse nicht ändern. Somit ist es nicht möglich mehrere Lidar Lite V3 via I2C anzusteuern. Es muss deswegen jeweils ein Lidar Lite via I2C und ein Lidar Lite via PWM angesteuert werden.
3.	Die Reichweite der beiden Lidars beträgt ca. 0,2m – 40,0m.

LIDAR setup:
  	Für I2C:
1.
Für PWM:
LIDAR usage:
1.	Das nach unten gerichtete Lidar ist für das Halten der Höhe zuständig.
2.	Das nach vorne gerichtete Lidar ist für Object Avoidance zuständig. (Zu beachten ist, dass der Öffnungswinkel des Lasers nur wenige Grad beträgt: ca. 3 Grad ???)

LIDAR links:
1.	Haupt Dokumentation: http://ardupilot.org/copter/docs/common-rangefinder-lidarlite.html
2.	Datasheet: http://static.garmin.com/pumac/LIDAR_Lite_v3_Operation_Manual_and_Technical_Specifications.pdf
3.	Produktseite des Herstellers: https://buy.garmin.com/en-US/US/p/557294
4.	Copter Object Avoidance: http://ardupilot.org/dev/docs/code-overview-object-avoidance.html
5.


OPTICAL FLOW

OPTICAL FLOW info:
1.	Optical flow kann nur als GPS alternative benutzt werden. Es kann (aktueller Kenntnisstand) nicht, wie z.B. ein zweites GPS, während des Fluges dynamisch eingeschaltet bzw. mit in die Positionsberechnung interpoliert / einbezogen werden.

OPTICAL FLOW firmware:
1.	MP starten -> Initial Setup -> Install Firmware
2.	Optical flow mit Micro USB Kabel anschließen
3.	Anweisungen von MP folgen

OPTICAL FLOW linse fokussieren:
1.	MP starten -> Initial Setup -> Optional Hardware -> PX4 Flow
2.	Optical flow mit Micro USB Kabel anschließen
3.	Das live Bild der Kamera sollte zu sehen sein.
4.	Ein entferntes Objekt suchen (min. 3 Meter) und die Linse durch drehen an der Kamera so verstellen, dass das Bild scharf wird.

OPTICAL FLOW setup:
1.	Optical flow mit 4 Pol Stecker an I2C hub anschließen. Auf Polung achten!
2.	Optical flow nach unten gerichtet am Copter montieren.

OPTICAL FLOW usage:
1.	Optical flow benötigt einen Untergrund mit deutlichen Konturen. Sind diese nicht gegeben, kann Optical flow keine Bewegung / Position erkennen.
2.	Optical Flow kann u.U. durch sich bewegende Schatten “verwirrt” werden.


PARAMETER

PARAMETER NAME     |      DESCRIPTION     |     POSSIBLE PARAMETER VALUES    |    (NORM VALUE)
EK2_ENABLE | enable EKF2 | 0: Disabled, 1: Enabled | (1)

RTK:
AHRS_EKF_TYPE | which NavEKF to use | 0: Disabled, 2: EKF-2, 3: EKF-3 | (2)
EK2_GPS_TYPE | GPS use control | 0: GPS 3D-Vel and 2D-Pos, 3: No GPS | (0)

Rangefinder:
EK2_ALT_SOURCE | primary height sensor input | 0: Use Baro, 1: Use Rangefinder, 2: Use GPS | (0)
RNGFND_TYPE | Type of Rangefinder |0: None, 5: PWM, 15: LidarLiteV3-I2C | (0)
RNGFND_MAX_CM | Max Range of Rangefinder to trust | 4000 [cm] = 40m | (40000)
RNGFND_MIN_CM | Min Range of Rangefinder to trust | 20 [cm] = 0,2m | (20)
RNGFND_ORIENT | Orientation of Rangefinder | 0: Forward, 25: Down | (0)
RNGFND_GNDCLEAR | Distance to ground when on ground | 10: 10 cm | (0)
RNGFND_STOP_PIN | For PWM use only | -1: if not used, 55: on current setup | (-1)
AVOID_DIST_MAX | Start of obstacle avoidance in non GPS mode | 3 – 30: 3-30 Meters | (3)
AVOID_MARGIN | Stay at least this distance from object in GPS mode | 1 – 10: 1-10 Meters | (2)


Optical Flow:


RNGFND_POS
	Allgemein

	Allgemein:
	1. Um bei MP die „Full Parameter List“ und co. sehen zu können: Ohne Copter verbunden zu haben in „Config/Tuning“, unten auf „Layout“ und „Basic“ auf „Advanced“ ändern.
	2. Überblick über alle Parameter: http://ardupilot.org/copter/docs/parameters.html#rngfnd-parameters
	3.


	RTK
	RTK info:
	1. EK2_GPS_TYPE muss auf „0“ stehen
	2. RTK Groundstation darf sich unter keinen Umständen während des Fluges bewegen!!!
	3. Sollte die RTK Base vom Computer nicht erkannt werden müssen unter Umständen Treiber installiert werden. (UBX-GNSS-CDC-ACM-windows_Driver_(UBX-drv-v1.2.0.8).exe)

	RTK firmware update:
	1. Für das Firmware Update wird U-Center ( eine Management Software von U-Blox) (aktuelle Version: 8.26) benötigt. Diese kann auf der Website des Herstellers gefunden werden.
	2. Software herunterladen und installieren.
	3. Um die Firmware herunter zu laden auf der Herstellerseite in das Suchfeld „HPG„ eingeben. Dann aktuellste Firmware herunterladen. (aktueller Stand 1.4) (u-blox M8 Flash Firmware 3.01 HPG 1.40 - …)
	4. U-Center öffnen
	5. Base: USB Kabel an Base und an Computer USB Port stecken. Rover: GPS mit 3 Hexschrauben aufschrauben. Kabel an freien Port auf Platine und Computer USB Port stecken.
	6. In Software: Receiver -> Port: jeweils richtigen Com Port auswählen.
	7. Receiver -> Baudrate -> 38400
	8. Tools -> Firmware Update -> Fenster öffnet sich
	9. Firmware image: für Base in Firmware Ordner die Datei mit „REFERENCE“ auswählen. Für Copter in Firmware Datei mi „ROVER“ auswählen.
	10. Flash definition file: leer
	11. FIS: Unter „Program Files \ u-blox \ u-center \ flash.xml“ auswählen.
	12. Häkchen: Linke Reihe von oben nach unten: no / yes / no. Rechte Reihe von oben nach unten: yes / no / yes
	13. „OK“ klicken und warten bis der Hintergrund des neuen Fensters grün wird.

	RTK Position einmessen:
	1. An neuem Ort: RTK Groundstation an PC über USB verbinden (Antenne an Grounstation schrauben und an einem „freien“ Ort SICHER platzieren).
	2. In MP: Inital Setup -> Optional Hardware -> RTK/GPS Inject
	3. New RTCM msg: CHECKED, M8P autoconfig: CHECKED, M8P fw 130+: CHECKED
	4. Links Oben COM Port der Groundstation auswählen und auf „connect“ drücken. (Baudrate sollte auf 38400. Diese wird aber von MP selber wieder auf 115200 geändert.)
	5. Warten bis unten min. 10 Sats. Mit grünen Balken angezeigt werden.
	6. Gewünschte Genauigkeit in Metern eingeben. (Zeit Parameter ist egal!)
	7. „Restart“ drücken und rechts in der Box M8P Genauigkeit beobachten. (Sollte nach ca. 1 min deutlich unter 3 Metern sein.)
	8. Wenn gewünschte Genauigkeit erreicht (Schrift in Box wird grün), „Save Base Position“ klicken und gewünschten Namen eingeben. (in Namen bitte ausgewählte Genauigkeit vermerken!!)
	9. Neue Position sollte jetzt in der Liste verfügbar sein und mit „USE“ wählbar sein. WIRD KEINE POSITION AUSGEWÄHLT, SO WIRD DIE ZULETZT EINGEMESSENE POSITION BENUTZT.

	RTK nutzen:
	1. 1-5. s.o.
	2. Gewünschte Position in Liste mit „USE“ auswählen. (Schrift in Box „M8P“ rechts sollte grün sein)
	3. Auf „Flight Data“ (Hauptfenster) wechseln und über Telemetrie mit Copter verbinden.
	4. In „HUD“ Fenster sollte rechts unten von „GPS 3D Fix“ auf „GPS: rtk Float“ ändern.
	5. RTK Korrekturdaten werden nun live von Groundstation GPS über den Laptop und Mission Planner via Telemetrie an den Copter gesendet.

	RTK links:
	1. RTK Dokumentation: http://ardupilot.org/copter/docs/common-here-plus-gps.html
	2. Treiber Downloads: https://www.u-blox.com/en/product-resources?f[0]=property_file_product_filter%3A2779
	3. Produkt Seite des Herstellers: Unter „DOWNLOAD“ finden sich 4 interessante PDFs, unteranderem „Update Instructions“: http://www.proficnc.com/gps/77-gps-module.html




	LIDAR

	LIDAR info:
	1. Das Lidar zieht bei Start und während der Nutzung einen relativ hohen Strom. Außerdem kommt es zu Stromspitzen. Eine leistungsstarke und stabile Stromversorgung ist somit wichtig. Außerdem empfiehlt es sich, eine
	2. Bei dem Lidar Lite V3 lässt sich die I2C adresse nicht ändern. Somit ist es nicht möglich mehrere Lidar Lite V3 via I2C anzusteuern. Es muss deswegen jeweils ein Lidar Lite via I2C und ein Lidar Lite via PWM angesteuert werden.
	3. Die Reichweite der beiden Lidars beträgt ca. 0,2m – 40,0m.

	LIDAR setup:
	Für I2C:
	1.
	Für PWM:
	LIDAR usage:
	1. Das nach unten gerichtete Lidar ist für das Halten der Höhe zuständig.
	2. Das nach vorne gerichtete Lidar ist für Object Avoidance zuständig. (Zu beachten ist, dass der Öffnungswinkel des Lasers nur wenige Grad beträgt: ca. 3 Grad ???)

	LIDAR links:
	1. Haupt Dokumentation: http://ardupilot.org/copter/docs/common-rangefinder-lidarlite.html
	2. Datasheet: http://static.garmin.com/pumac/LIDAR_Lite_v3_Operation_Manual_and_Technical_Specifications.pdf
	3. Produktseite des Herstellers: https://buy.garmin.com/en-US/US/p/557294
	4. Copter Object Avoidance: http://ardupilot.org/dev/docs/code-overview-object-avoidance.html
	5.


	OPTICAL FLOW

	OPTICAL FLOW info:
	1. Optical flow kann nur als GPS alternative benutzt werden. Es kann (aktueller Kenntnisstand) nicht, wie z.B. ein zweites GPS, während des Fluges dynamisch eingeschaltet bzw. mit in die Positionsberechnung interpoliert / einbezogen werden.

	OPTICAL FLOW firmware:
	1. MP starten -> Initial Setup -> Install Firmware
	2. Optical flow mit Micro USB Kabel anschließen
	3. Anweisungen von MP folgen

	OPTICAL FLOW linse fokussieren:
	1. MP starten -> Initial Setup -> Optional Hardware -> PX4 Flow
	2. Optical flow mit Micro USB Kabel anschließen
	3. Das live Bild der Kamera sollte zu sehen sein.
	4. Ein entferntes Objekt suchen (min. 3 Meter) und die Linse durch drehen an der Kamera so verstellen, dass das Bild scharf wird.

	OPTICAL FLOW setup:
	1. Optical flow mit 4 Pol Stecker an I2C hub anschließen. Auf Polung achten!
	2. Optical flow nach unten gerichtet am Copter montieren.

	OPTICAL FLOW usage:
	1. Optical flow benötigt einen Untergrund mit deutlichen Konturen. Sind diese nicht gegeben, kann Optical flow keine Bewegung / Position erkennen.
	2. Optical Flow kann u.U. durch sich bewegende Schatten “verwirrt” werden.



	PARAMETER

	PARAMETER NAME \| DESCRIPTION \| POSSIBLE PARAMETER VALUES \| (NORM VALUE)
	EK2_ENABLE \| enable EKF2 \| 0: Disabled, 1: Enabled \| (1)

	RTK:
	AHRS_EKF_TYPE \| which NavEKF to use \| 0: Disabled, 2: EKF-2, 3: EKF-3 \| (2)
	EK2_GPS_TYPE \| GPS use control \| 0: GPS 3D-Vel and 2D-Pos, 3: No GPS \| (0)

	Rangefinder:
	EK2_ALT_SOURCE \| primary height sensor input \| 0: Use Baro, 1: Use Rangefinder, 2: Use GPS \| (0)
	RNGFND_TYPE \| Type of Rangefinder \|0: None, 5: PWM, 15: LidarLiteV3-I2C \| (0)
	RNGFND_MAX_CM \| Max Range of Rangefinder to trust \| 4000 [cm] = 40m \| (40000)
	RNGFND_MIN_CM \| Min Range of Rangefinder to trust \| 20 [cm] = 0,2m \| (20)
	RNGFND_ORIENT \| Orientation of Rangefinder \| 0: Forward, 25: Down \| (0)
	RNGFND_GNDCLEAR \| Distance to ground when on ground \| 10: 10 cm \| (0)
	RNGFND_STOP_PIN \| For PWM use only \| -1: if not used, 55: on current setup \| (-1)
	AVOID_DIST_MAX \| Start of obstacle avoidance in non GPS mode \| 3 – 30: 3-30 Meters \| (3)
	AVOID_MARGIN \| Stay at least this distance from object in GPS mode \| 1 – 10: 1-10 Meters \| (2)


	Optical Flow:



	RNGFND_POS