Стабилизация или компенсация?

Главное отличие — ценовое. Отдельная плата стабилизации для подвеса стоит от $300. А плата полетного контроллера Мультивий $22. Это сразу первое что приходит на ум = не может дорогое стоить дешево. Подвес DJI Zenmuse Z15  за $3500 ведь стоит своих денег правда? Наверное… Потому что стабилизирует камеру нууу очень качественно. Заметьте, стабилизирует а не компенсирует!

Еще одна характеристика по которой легко отличить — описание. Мозги коптера с функцией компенсации подвеса (кстати проверьте в описании ОР, Назы, Микрокоптера, Ардуино и прочих = у всех написано компенсация а никак не стабилизация подвеса), это таже самая платка вышеозначеная, ничего нового. Выполнение команд на компенсацию наклона, и все!

Пионер отдельных плат стабилизации подвесов — PicLock. Загадочный, недоступный, дорогой, мифический и непонятный. За ней очередь, больше чем за колготками при СССРе, наверное не спроста?

В этом году тренд или мейнстрим = платы подвесов. Народ коптеры строить научился, летать тоже «ага» а вот со стабилизацией камерой траблы. Вот и понеслось — платы стабилизации подвеса! Ховерфлай от одноименной конторы, Скайлайн от Фотохайгера, опять же ПикЛок 2 (ага, уже вторая версия) от одноименного автора, набивший оскомину ОР СС с крайней прошивкой в которой есть стабилизация подвеса. Отчего такая толпа и все в этом году? Опять же хит сезона, некоторыми ненавидимый, некоторыми возжелаемый, некоторыми уже пользуемый подвес от DJI — Z15. Почти стандарт, в нашей отрасли, почти народного хозяйства, я имею ввиду коптеры.

Почему такой гвалт? Давайте разбираться? Ок, давайте.
Компенсация — наклонился коптер, программа скомандовала подвесу наклониться на такой же угол но с другим знаком. Что получили = качается коптер — качается подвес. Казалось бы все классно, но нет. Есть такая штука — инерция. Особливо когда камера типа зеркалки, и особливо когда из одного крайнего положения в другое.
Не успевает подвес… Самое простое — заменить сервы! Хых, если бы все так просто. Дело в том что в серве стоит контроллер, и он собака тоже не дурак, у него есть своя программа. Главный прикол, опуская кучу мелких, в том что внутри сервы своего рода ПИД контроллер (заметьте, без регулировок!). Когда серва подходит к заданному положению, берем отвлеченно 17 градусов, она крутится не линейно!!! Когда есть команда — беги, она бежит со всей доступной ей скоростью, НО, когда она подходит близко к тому месту которое задано, она начинает притормаживать, чтобы не пролететь то место которое ей указали!!!
Кстати, то чем отличаются дешевые сервы от дорогих знаете? Я лично это прочувствовал когда ездил профессионально на автомоделях. Да, МСМК между прочим 
Берем Футабу, цифровую, дорогущую — командуем ей «влево и к нолю», она бежит туда и возвращается. Берем дешевую серву, она тоже бежит, возвращается… при этом пробегает «ноль», тормозит, и возвращается к точке «ноль»! Уловили? Дешевая серва проскакивает заданную точку и потом возвращается к ней. Дешевое не может делать работу так же как дорогое! Не может в дешевой серве стоять хороший по реализации алгоритм в контроллере! Возвращаемся…

Так вот, все сервы притормаживают когда они близки к заданной точке. Почему? Правильно, уважаемые — потенциометр обратной связи стучит серве о виртуальном положении дел. О реальном серва незнает, потому что люди не идиоты и придумали выносить резюк из сервы , но сейчас не о том. Получая инфу по обратной связи, контроллер сервы притормаживает, уменьшает скорость вращения мотора, чтобы не пролететь заданую точку. При компенсации получаем «не успевает», «не до компенсирует» или «недоруливает». Это при одних значениях настроек основных мозгов. При других — «переруливает», перекомпенсирует». Опять таки по той же, вышеописаной причине.
Чешем макушку, бежим покупаем дорогие сервы, получаем тот же результ, но менее выраженый. Или ковыряем интернет, находим забытый и почивший в бозе проект ОпенСерво, паяем контроллер, настраиваем ПИДы в серве и…. получаем примерно ту же картину. Почему? Тут куча моментов разных, ой куча. От маркетинговых до ценовых. Оставим на время.
В чем смысл стабилизации? В том что плата стабилизации предусматривает поведение сервы и её внутреннего контроллера, и в её программе есть настройки под разное поведение сервы. Стабилизация за счет настроек может дать серве совсем неадекватную команду бежать бегом, а потом резко тормознуть. У платы стабилизации есть свой ПИД контроллер рассчитанный на поведение серв как отдельного модуля со своими узколобыми мозгами. И все это опирается на данные своих гироскопов, акселерометров и магнитометров.
Вывод = компенсация это линейная работа с сервами подвеса в силу простых команд «-» и «+», стабилизация это нелинейная работа с исполнительными механизмами подвеса типа: «беги очень быстро … а сейчас резко назад». Вспомните как работает экспонента в аппе… Вот примерно так работает плата стабилизации с сервами, очень нелинейно.
А если еще вспомнить что сервы это продукт не для подвеса… А для отклонения руля в автомоделях, плоскостей у авиамодели, дерганья автомата перекоса у модели вертолета… Становится понятно почему тот же Zenmuse на ДС движках…

Слева вы видите скриншот из программы настрйоки подвеса DJI Zenmuse Z15. Совсем чуть чуть регулировок. Как видите принципиально другие исполнительные механизмы резко упростили настройку и управление новым подвесом. Но это самый дорогой на данный момент подвес, правда с идеальным исполнением и видео полученное с помощью такого подвеса не нуждается в постпродакшене с софтовой стабилизацией.

Есть свет в конце туннеля для непрофессионального применения — примеры выше. Платы со своими мозгами и сложной программой работы сервомеханизмов.

В конце повествования приведу разные картинки и видео, в частности от дядьки Холко о структуре меню того же пресловутого Пиклока. Посмотрите сколько там настроек и какие диапазоны у них… И сравните с настройками Вашего полетного контроллера. Правда есть большая разница?

Скрииншот с настройками стабилизации подвеса в OpenPilot CopterControl.

 

2 comments

  1. Евгений

    За статью спасибо! С подвесами все ясно — Z15 рулит, а какой коптер под видео оптимальней, тоже от DJI, микрокптер или еще что-то? Только начал въезжать в тему, поэтому такой возможно немного профанский вопрос…

Комментировать

Войти с помощью: