Оптический модуль с дрона.

Попался оптический модуль, который устанавливается под беспилотником и смотрит строго вниз. Внешне — чёрная коробка, корпус напечатан на 3D-принтере, не заводское изделие.

Назначение — навигация без спутников. Когда GPS заглушен, модуль определяет местоположение по земле: снимает поверхность под собой и сравнивает изображение с заранее загруженной картой местности. По совпадению вычисляет, где находится дрон. Модуль пригоден для круглосуточной работы.

Внутри — одноплатный компьютер, камера. Камера закреплена жёстко, без поворотного механизма, на виброразвязке. Всё, что нужно для расчётов, обрабатывается прямо на борту, результат передаётся в полётный контроллер как замена спутниковых координат.

Оператор подаёт питание, но зашифрованный раздел ещё закрыт, и на корпусе загорается жёлтый индикатор — модуль ждёт карту. Оператор подносит карту-пропуск к отмеченному месту на корпусе, где под наклейкой с номером спрятан считыватель, как у турникета или бесконтактной оплаты. Модуль читает карту и сначала проверяет, что она своя и её номер совпадает с номером борта; если карта чужая, индикатор загорается красным и запуск отменяется. Если карта подошла, модуль берёт с неё ключ, открывает зашифрованный раздел, и индикатор становится синим — идёт подготовка. Затем запускается основная программа, индикатор загорается зелёным, и модуль готов к работе. Ключ при этом нигде не сохраняется, он живёт только в памяти до выключения: после снятия питания всё снова закрывается, и для следующего запуска карта нужна опять.

Если случайно попадётся странная карта-пропуск или браслет с номером 175 или 172 — не выбрасывайте, передайте на изучение. С ней получится открыть зашифрованный раздел и посмотреть данные модуля.

Коллеги посадили vtol врага. С большей долью вероятности Jupiter H1 - он же китайский Sky Whale.

Является носителем для FPV дронов и сразу же и ретранслятором для их управления.

Такой борт может находиться в воздухе до 3.5 часов с нагрузкой 2 кг, до 2 часов с полезной нагрузкой 6 кг и 90 минут до 10 кг.

Учитывая что для управления используется цифровой радиомодуль Silvus, то этот же борт может ялвляться и ретранслятором как для организации связи так и для управления бражирующих боеприпасов RAM

Пробуем собрать автономный модуль, который даёт борту понимание своей скорости и высоты без спутников.

Мозг модуля — российский одноплатник ELTAY RM66 новосибирской фирмы ELRON. К нему подключается камера смотрит вниз на землю и лазерный дальномер меряет высоту. Камера видит, как земля уплывает под аппаратом, дальномер говорит, с какой высоты мы на неё смотрим, и из этих двух вещей считается скорость над грунтом. Тот самый оптический поток, который позволяет висеть и удерживать точку там, где спутникового сигнала нет или его давят.

Лидар уже подключили и считали высоту. Подключили камеру, она отдаёт картинку. Запустили ядро оптического потока: камера ловит смещение картинки, мы считаем его по сетке точек, отсекаем мусор и переводим в скорость с поправкой на высоту. На столе связка ведёт себя нормально. Двигаешь камеру, скорость растёт в нужную сторону. Закрываешь объектив рукой, модуль не работает.

Проблемма с камерой. Взяли распространённую 5-мегапиксельную с трофейного Shrike с донаведением. Она выдаёт всего 15 кадров в секунду и физически быстрее не умеет. Для оптического потока это мало. На медленном перемещении ещё терпимо, а на резком манёвре картинка между кадрами уезжает слишком далеко, и поток разваливается.

Так же проблемма тип затвора. У дешёвых камер стоит строчный затвор: кадр считывается не весь разом, а строка за строкой, сверху вниз. Пока дошли до нижних строк, прошло время, аппарат успел довернуться, и картинка перекашивается. Тот самый эффект желе, который все видели на экшн-камерах, когда прямые столбы становятся кривыми. Алгоритм считает, насколько сместилась земля между кадрами. Если сам кадр перекошен от вращения, поток видит смещение, которого не было, и решает, что аппарат уехал вбок, хотя тот просто довернулся на месте. Ошибка ложится прямо в навигацию, и убрать её нельзя, она в самом кадре.

Проблемму может решить глобальный затвор: он фиксирует всю картинку в один момент, целиком, без построчного сползания.

Сейчас ищем монохромный сенсор с глобальным затвором, вроде OV9281.

Если у кого лежит без дела трофейная камера с глобальным затвором под одноплатник, монохром OV9281 или похожее для шлейфа CSI, отзовитесь. Ускорите нам этап, а мы покажем результат.

Так же интересно изучить самодельные модули оптического потока или визуальной навигации с вражеских бортов, пусть даже нерабочие или частичные. Было бы интересно разобрать схемотехнику, сенсоры, подход к обработке.

Пока ищем нормальную камеру, попробуем подключить сборку к полётному контроллеру.