ARK 流量

ARK Flow 是一款开源 UAVCAN 光流, 距离传感器和 IMU 模块。

购买地点

从以下网站订购该模块

• ARK 电子 (打开新窗口） （美国）

规格

• 开源原理图和 BOM (打开新窗口）
• 运行 PX4 开放源码固件 (打开新窗口）
• 支持 UAVCAN 固件更新
• 动态 UAVCAN 节点枚举
• 传感器
  • PixArt PAW3902 光学流量传感器
    • 在 9 勒克斯的超低照度条件下跟踪
    • 工作范围广，从 80 毫米至 30 米
    • 最高 7.4 拉德/秒
  • 电路板内置 40mW 红外 LED，可改善弱光下的运行性能
  • Broadcom AFBR-S50LV85D 飞行时间距离传感器
    • 集成 850 nm 激光光源
    • 视场角 (FoV) 为 12.4° x 6.2°，32 个像素
    • 典型距离可达 30 米
    • 可在高达 200k Lux 的环境光下运行
    • 在各种路面条件下都能很好地工作
    • 发射器光束为 2° x 2°，可照亮 1 至 3 个像素
  • 博世 BMI088 6 轴 IMU 或 Invensense ICM-42688-P 6 轴 IMU
• STM32F412CEU6 单片机
• 两个 Pixhawk 标准 CAN 连接器
  • 4 引脚 JST GH
• Pixhawk 标准调试连接器
  • 6 引脚 JST SH
• 外形小巧
  • 3 厘米 x 3 厘米 x 1.4 厘米
• LED 指示灯
• 美国建造

接线/连接

ARK Flow 使用 Pixhawk 标准 4 针 JST GH 电缆连接至 CAN 总线。将其他传感器插入 ARK Flow 的第二个 CAN 接口，即可连接多个传感器。

有关 UAVCAN 接线的一般说明也可在以下网站找到 UAVCAN > 接线.

安装/定向

建议的安装方向是将电路板上的连接器指向 车后如下图所示。

这与默认值 (0)的参数 SENS_FLOW_ROT.如果使用不同的方向，请适当更改参数。

传感器可以安装在车架上的任何位置，但在安装时需要指定相对于载具重心的焦点位置。 PX4 配置.

PX4 设置

启用 UAVCAN

要使用 ARK Flow 板，请将其连接到 Pixhawk CAN 总线，并通过设置参数 UAVCAN_ENABLE 至 2 进行动态节点分配（或 3 如果使用 UAVCAN 电子调速器).

步骤如下

• 在 QGroundControl 设置参数 UAVCAN_ENABLE 至 2 或 3 并重新启动（见 查找/更新参数).
• 将 ARK Flow CAN 连接到 Pixhawk CAN。

启用后，模块将在启动时被检测到。流量数据应以 10Hz 的频率到达。

PX4 配置

您需要设置 EKF 光流参数，以便融合光流测量结果进行速度计算。 UAVCAN 参数，并在传感器不在载具中心时定义偏移量。

• 在 QGroundControl 手动设置参数 EKF2_AID_MASK 至 2 只使用光流或 3 以使用 GPS 和光流。要手动设置数值，请选择 高级设置 并检查 人工输入然后输入顶部的值并保存。
• 设置 ekf2_rng_a_hmax 至 10.
• 设置 ekf2_rng_qlty_t 至 0.2.
• 设置 UAVCAN_RNG_MIN 至 0.08.
• 设置 UAVCAN_RNG_MAX 至 30.
• 设置 传感器流量最小值 至 0.08.
• 设置 传感器流量最大值 至 25.
• 设置 SENS_FLOW_MAXR 至 7.4 以匹配 PAW3902 的最大角流速。
• 启用 uavcan_sub_flow.
• 启用 UAVCAN_SUB_RNG.
• 参数 EKF2_OF_POS_X, EKF2_OF_POS_Y 和 EKF2_OF_POS_Z 可以设置为方舟流与载具重心的偏移量。

在 ARK Flow 上，您可能需要配置以下参数：

参数	说明
CANNODE_TERM	CAN 内置总线终端。

构建方舟流固件

Ark Flow 在出售时附带了最新的固件版本。想要更新到最新版本的开发人员可以使用正常的 PX4 工具链和源代码自行构建和安装。

步骤如下

1. 安装 PX4 工具链.
2. 克隆 PX4-Autopilot 源，包括 Ark Flow，使用 Git:

   git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot --recursive cd PX4-Autopilot
   

3. 构建 "方舟流 "固件：

   make ark_can-flow_default
   

4. 这将在 build/ark_can-flow_default 名为 XX-X.X.XXXXXXXX.uavcan.bin.将此二进制文件放到飞行控制器 SD 卡的根目录下，即可闪存 Ark Flow。下次为安装了 SD 卡的飞行控制器供电时，方舟流将自动闪存，这时你会发现根目录中不再有二进制文件，而多了一个名为 80.bin 在 SD 卡的 ufw 目录中。

   备注

   如果通电时飞行控制器中没有 SD 卡，Ark Flow 将无法启动。

更新 Ark Flow 引导加载程序

Ark Flow 预装了引导加载程序。不过，您可以在 PX4-Autopilot 环境中对其进行重建和重新刷新。

步骤如下

1. 构建 Ark Flow 引导加载器固件：

   make ark_can-flow_canbootloader
   

   备注

   这将设置您的 launch.json 文件。如果使用 Black Magic Probe 和 VS 代码，请确保更新 BMPGDBSerialPort 文件中的调试器所连接的正确端口。在 MacOS 上，端口名称应如下所示 cu.usbmodemE4CCA0E11.

2. 将 Ark Flow 与任何支持使用 GNU Project Debugger (GDB) 的串行线调试 (SWD) 设备（如 Black Magic Probe）连接，然后通过一个 CAN 端口为 Ark Flow 供电。
3. 闪烁方舟流 ark_can-flow_canbootloader.在 VS 代码中，您应该看到 CMake: [ark_can-flow_canbootloader]：就绪 在 VS 代码的底栏上显示"......"，表明您要闪存的内容。然后通过选择 开始调试 在 VS 代码的运行和调试窗口中，然后选择 继续 在第一个断点之后。
4. 刷新引导加载程序后，就可以构建和刷新 Ark Flow 固件了 ark_can-flow_default 如上所述。

LED 的含义

当 ARK Flow 正在闪烁时，您会看到红色和蓝色 LED 灯；如果运行正常，则会看到纯蓝色 LED 灯。

如果 LED 显示为红色，则表示出错，应检查以下内容：

• 确保飞行控制器已安装 SD 卡。
• 确保 "方舟流 "具有 ark_can-flow_canbootloader 在闪光前安装 ark_can-flow_default.
• 删除 SD 卡根目录和 ufw 目录中的二进制文件，并尝试重新构建和闪存。

视频

使用 ARK 流量传感器进行速度估算的 PX4 保持位置（单位：千米）。 位置模式).