INAV vs Betaflight — kada kurį naudoti

Betaflight ir INAV — abu atviro kodo skrydžio kontrolerio firmware. Jie turi bendrą kodo istoriją, bet išsišakojo į skirtingus įrankius su skirtingomis stiprybėmis. Netinkamas pasirinkimas GPS dronui baigiasi arba erzinančia patirtimi, arba nepanaudotomis galimybėmis. (Spėkit, iš kurios pusės aš mokiausi.)

Pagrindinė filosofija

flowchart LR
    BF[Betaflight] -->|Optimised for| M1[Manual acro flying<br/>Low latency PID loop<br/>Freestyle & racing]
    BF -->|GPS added as| M2[Emergency recovery only<br/>GPS Rescue = last resort]
    
    INAV[INAV] -->|Optimised for| N1[Navigation-first<br/>Autonomous missions<br/>Position hold, waypoints, RTH]
    INAV -->|Manual flying| N2[Supported but PID loop<br/>not as tuned as BF]

Betaflight į GPS žiūri kaip į saugumo funkciją. INAV į GPS žiūri kaip į pagrindinį naudojimo scenarijų.

Funkcijų palyginimas

Kada naudoti Betaflight

• Freestyle ar racing dronai, kur PID kilpos kokybė yra prioritetas
• Cinewhoop'ai ir proximity dronai, kur sklandus atsakas svarbesnis už navigaciją
• Dronai, kuriems GPS reikia tik kaip „saugos tinklo“ — GPS Rescue beveik niekada nespaudi, bet jis yra, jei kas nutiktų
• Bet koks standartinis 5" freestyle rėmas — bendruomenės derinimo resursai (presetai, Betaflight presetų bazė) čia gerokai pranašesni

Betaflight GPS Rescue veikia ir per 4.3/4.4 versijas ženkliai pagerėjo — bet jis neskirtas patikimai autonominei navigacijai. Tai funkcija „parvaryk droną namo, kol baterija dar neišsikrovė“.

Kada naudoti INAV

• GPS tyrinėtojams / long-range dronams, kur nori, kad dronas realiai navigatų pats
• Waypoint misijoms — INAV gali skristi iš anksto suprogramuotu maršrutu, laikyti aukštį ir grįžti namo be RC valdymo
• Fiksuoto sparno hibridams — INAV palaiko stabilizuotą fiksuoto sparno skrydį ir maišymą (mixing)
• Dronams, kur nori POSHOLD — galimybė paleisti stick'us ir kad dronas kabotų vietoje 3D erdvėje be dreifo
• Kinematografijai su gimbalu — INAV pozicijos/aukščio išlaikymas leidžia sklandžius „dolly“ kadrus be nuolatinio koregavimo

GPS pridėjimas prie Pavo20

Pavo20 (Pro / Pro II) — tai 2.2" ducted skaitmeninis cinewhoop'as: 3S maitinimas (LAVA 1104 7200 KV motorai ant Gemfan 2218 tri-blade propų), DJI O3/O4/O4 Pro arba Walksnail HD air unit, ir jokio GPS iš gamyklos. Jokio analogo, jokio 1S, jokios integruotos navigacijos. Kas nori GPS Rescue — patys prisukа micro GPS modulį (ir dažniausiai buzzerį). Būtent nuo to prasideda vargas:

flowchart TD
    P1[Small ducted frame<br/>~70-110 g AUW] -->|Low inertia| C1[GPS Rescue corrections<br/>overshoot and oscillate]
    P2[Ducted props<br/>high static thrust, high drag] -->|Sluggish response<br/>to nav commands| C2[Rescue turns are soft,<br/>not crisp]
    P3[Tiny add-on GPS module<br/>short antenna, tight bay] -->|Slow fix<br/>weak signal| C3[Poor position accuracy]
    P4[ESC BEC harmonics<br/>on the 5V rail] -->|Noise couples into<br/>the GPS module| C4[Fix drops out<br/>under throttle]

Ta, kurią visi praleidžia — P4: AIO BEC'as perjunginėja tokiu dažniu, kurio harmonikos pataiko tiesiai į GPS modulio maitinimo liniją ir prasiskverbia į jo RF įėjimą, tad fix'as sugenda kaip tik tada, kai užsuki motorus. (Pats gaudau šitą triukšmą savo Pavo20 — bus atskiras rašinys, kaip jį susekti ir užmušti.)

INAV navigacijos „stackas“ patį skrydį per rescue tvarko geriau, nes naudoja tikrą pozicijos kontrolerį (o ne grubų avarinį režimą), o jo RTH seka apima lėtėjimą ir stabdymą. INAV taip pat turi geresnę barometro integraciją aukščiui laikyti dronuose be tvirtos GPS aukščio fiksacijos — bet nei viena iš šitų funkcijų neišgydys triukšmingo GPS fix'o; tai aparatūros problema (žr. žemiau).

Pavo20 migravimas į INAV:

• Pavo20 F4 2-3S AIO turi turėti INAV target'ą — patikrink INAV target sąraše
• Tikėkis, kad PID reikės derinti iš naujo — INAV numatytieji nustatymai suderinti sunkesniems GPS dronams
• Pirmiausia sutvarkyk GPS maitinimo triukšmą — INAV nenavigatuos ant fix'o, kuris dingsta užsukus motorus

Signalo kokybė veikia abu firmware

Nepriklausomai nuo firmware, GPS veikimas mažuose dronuose kenčia dėl:

Kompaktiškame builde pagrindinė problema — maitinimo linijos triukšmas, ne vien antenos aplinka. AIO ESC BEC'as (perjungiamasis reguliatorius, gaminantis 5V) meta harmonikas, kurios prasiskverbia tiesiai į tą pačią liniją dalinantį GPS modulį — tad fix'as silpsta arba dingsta vos užsukus motorus. O centimetrus greta stovintis 5,8 GHz skaitmeninis air unit'as dar prideda RF desense. Nei vieno iš jų firmware neišspręs — abu aparatūros problemos.

Aparatūriniai sprendimai:

• Maitink GPS iš švarios/filtruotos 5V linijos, o ne tiesiai iš triukšmingo ESC BEC — LC filtras arba atskiras mažo triukšmo reguliatorius duoda didžiausią efektą
• Laikyk GPS anteną kuo toliau nuo air unit'o antenos, kiek rėmas leidžia
• Naudok ekranuotą GPS modulį (metalinis „dangtelis“ virš modulio)
• Tikrink fix'ą ant stalo užsukęs motorus, ne tik tuščiąja eiga — triukšmas išlenda tik po apkrova

Sprendimo santrauka

flowchart TD
    Q1{Primary goal?} -->|Fly fast / smooth<br/>acro / racing / freestyle| BF[Use Betaflight]
    Q1 -->|Autonomous<br/>navigation / missions| INAV[Use INAV]
    Q1 -->|GPS safety net only<br/>still flying manually| Q2{Build size?}
    Q2 -->|5 inch or larger| BF
    Q2 -->|Sub-250g micro| Q3{GPS Rescue<br/>actually important?}
    Q3 -->|Nice to have| BF[Betaflight BF GPS Rescue<br/>works well enough]
    Q3 -->|Critical for safe recovery| INAV[INAV RTH is more reliable<br/>on small GPS builds]

Daugumai freestyle ir racing dronų: Betaflight.
GPS priklausomai navigacijai, long-range ar autonominėms misijoms: INAV.
Pavo20 atveju, kai svarbus patikimas GPS parskridimas: verta apsvarstyti INAV, susitaikant su prastesniu rankiniu skraidymu.

Related Snippets

• FPV terminų žinynas
  Vieno puslapio žinynas su santrumpomis ir terminais, kurie užpildo kiekvieną FPV …