Merkmale

• Hochpräzises GNSS-Modul: Ausgestattet mit dem u-blox F9P, einem professionellen hochpräzisen Dual-Band RTK-Navigationsmodul.
• Leistungsstarke Verarbeitung: Verfügt über einen integrierten STM32H7-Chip für Echtzeitverarbeitung und Datenoptimierung, der mit der branchenüblichen AP_Periph-Firmware für unbemannte Systeme arbeitet.
• Fortschrittliche Dual-Band-Antenne: Die maßgeschneiderte Dual-Band-Antenne von Taoglas unterstützt die Frequenzen L1 und L5 und bietet hohe Verstärkung, Empfindlichkeit und Stabilität.
• Drone-ID-Funktionalität: Integrierte Drone-ID-Funktionalität. (Die blaue Version unterstützt Drone-ID.)
• Zuverlässige RTK-Positionierung: Nutzt Mehrfrequenz-DGNSS-Signale mit fortschrittlichen Algorithmen für eine schnelle Konvergenz zu einem RTK-Fix, um eine stabile und zuverlässige Positionierung im Zentimeterbereich zu gewährleisten.
• Kompakt und leicht: Das Here 4 Modul misst 16 x 68 mm und wiegt 60 g.
• Integrierte ProfiLEDs: Beinhaltet LEDs mit mehreren Anzeigemodi für Benachrichtigungen oder Navigationssignale. Diese Modi können für spezifische Szenarien über Parameter oder Onboard-Lua-Skripte angepasst werden.
• CAN FD-Kompatibilität: Ermöglicht die Echtzeit-Datenübertragung mit einer hohen Übertragungsrate über CAN FD.
• Integriertes IMU: Verfügt über ein integriertes IMU. Zukünftige Firmware-Updates ermöglichen eine eng gekoppelte DGNSS-INS-Fusionslösung für verbesserte Genauigkeit.

Benutzerhandbuch

1. Verwendung mit ArduPilot

Zu Beginn verbinden Sie das 4-polige CAN-Kabel vom Here 4 Modul mit dem CAN1- oder CAN2-Port des Flugcontrollers. Beachten Sie, dass die aktuelle Firmware nur CAN1 unterstützt, was den grünen, blauen, weißen und grauen Drähten entspricht.

Schalten Sie anschließend den Flugcontroller ein und stellen Sie eine Verbindung mit Mission Planner her. Gehen Sie zum Menü Konfiguration > Vollständige Parameter Liste und aktualisieren Sie die folgenden Parameter:

• Setzen Sie CAN_D1_PROTOCOL auf 1.
• Setzen Sie CAN_D2_PROTOCOL auf 1.
• Setzen Sie CAN_P1_DRIVER auf 1.
• Setzen Sie CAN_P2_DRIVER auf 1.
• Setzen Sie GPS_TYPE auf 9.
• Setzen Sie NTF_LED_TYPES auf 231.

Nachdem Sie diese Änderungen vorgenommen haben, klicken Sie auf Schreibe Parameter, um die Konfiguration zu speichern. Nach dem Neustart des Autopiloten wird die CAN-Funktionalität aktiviert.

Kompass-Einstellungen

Das Here 4 Modul enthält keinen eingebauten Sicherheitsschalter. Um den Sicherheitsschalter zu deaktivieren, können Sie den Parameter BRD_SAFETYENABLE auf 0 setzen. Alternativ kann ein externer Sicherheitsschalter an den GPS1-Port angeschlossen werden.

Bei Verwendung des Cube Orange+ Flugcontrollers werden die Kompasse in der Reihenfolge von unten nach oben priorisiert. Standardmäßig wird der externe CAN-Kompass als primärer Kompass ausgewählt.

Wählen Sie die Kompasse mit den Standardeinstellungen (die Standardeinstellungen sind in der Regel ausreichend) aus und klicken Sie dann auf "Start", um den Kompasskalibrierungsprozess zu beginnen.

2. Verwendung mit PX4

Zum Zeitpunkt des Schreibens wird PX4 v1.13 verwendet. Bitte stellen Sie sicher, dass Sie die neueste stabile Version der PX4-Firmware verwenden.

Zuerst installieren Sie die PX4-Firmware und verbinden das 4-polige CAN-Kabel mit dem CAN1- oder CAN2-Port des Autopiloten.

Stellen Sie anschließend eine Verbindung zum Autopiloten über die Ground Control Station (GCS) her. Nach der Verbindung ändern Sie den UAVCAN_ENABLE-Parameter auf Sensoren Automatische Konfiguration und starten den Autopiloten neu, um die Änderungen anzuwenden.

3. Firmware Update

Die Update-Verfahren werden bei zukünftigen Firmware-Updates bereitgestellt.

Mission Planner muss auf die angegebene Version oder eine spätere Version aktualisiert werden, um auf die neuen Funktionen zugreifen zu können.

Verbinden Sie das 4-polige CAN-Kabel vom CAN-Anschluss des Here 4 Moduls mit dem CAN1-Anschluss des Autopiloten.

Verbinden Sie anschließend den Autopiloten mit Mission Planner und navigieren Sie zum UAVCAN-Bildschirm. Klicken Sie dort auf SLCan Mode CAN1, um den CAN GPS-Status zu laden.

Klicken Sie auf "Menü" und wählen Sie dann "Update", um nach verfügbaren Firmware-Updates für das Here 4 zu suchen.

Klicken Sie auf die Schaltfläche "Update". Ein Fenster erscheint, in dem gefragt wird, ob Sie das Internet nach Updates durchsuchen möchten. Klicken Sie auf "Ja", um fortzufahren.

Warten Sie, bis das Firmware-Update abgeschlossen ist. Bestätigen Sie die Änderung der SW-Version. Wenn das Update erfolgreich war, starten Sie das Here 4 neu.

4. Cube-ID Einstellung

Für die Einrichtung folgen Sie bitte den bereitgestellten Anweisungen:

https://docs.cubepilot.org/user-guides/cube-id/cube-id

5. RTK-Betrieb

1. Basis-/Rover-Befragung mit Mission Planner

Dieser Abschnitt des Tutorials bietet Betriebsanweisungen mit der Mission Planner-Software und der Arducopter-4.3.5-Flugfirmware. Der RTK-Modus erfordert eine Basisstation, und das folgende Tutorial verwendet "Here+"-Basisstationen als Beispiel. Benutzer können auch andere u-blox M8P/F9P-Basisstationen (wie HerePro usw.) oder lokale drahtlose RTK-Korrekturdienste verwenden.

Vorbereitungen vor der Verwendung:

Um das Here 4 auf einem UXV zu verwenden, sind die folgenden Hardwarekomponenten erforderlich: ein Computer, Telemetriemodule, Here 4, Here+ Basisantenne, Here+ Basisstation und ein Stativ (Ständer).

Vor der Verwendung stellen Sie sicher, dass die Hardwareverbindungen korrekt sind.

Auf der Bodenstation verbinden Sie die Basisantenne mit der Basisstation und verbinden dann das Basisstationsmodul über den USB-Port mit dem Computer. Das Telemetriemodul sollte an einen anderen USB-Port desselben Computers angeschlossen werden.

Auf der UXV-Seite verbinden Sie das Here 4 mit der CAN-Schnittstelle und das Telemetriemodul mit der TELEM-Schnittstelle des Flugcontrollers.

Antennenplatzierung

Die Platzierung der Antenne ist entscheidend, um eine präzise RTK-Positionierung zu erreichen.

Für eine normale GPS-Positionierung reicht es in der Regel aus, das Gerät in der Nähe eines Fensters zu platzieren, um über einen längeren Zeitraum eine GPS-Position zu erhalten. Dies ist jedoch für RTK nicht ausreichend. RTK erfordert strengere Bedingungen für die Platzierung der Antenne im Vergleich zu GPS.

Die ideale Umgebung für die Basis- und Rover-Antennen ist eine mit klarem Blick zum Himmel, mindestens 30 Grad über dem Horizont. Die RTK-Antenne kann erhöht werden, aber es ist wichtig sicherzustellen, dass keine Hindernisse wie Gebäude, Bäume oder Fahrzeuge in der Nähe sind, die das Signal stören könnten.

Beispiele für schlechte Umgebungen sind Innenräume, städtische Gebiete, Wälder oder Standorte in Bodennähe.

Beispiele für ideale Umgebungen sind offene Flächen, Berggipfel oder das Dach eines Gebäudes.

Platzieren Sie die Antenne nicht in der Nähe elektronischer Geräte, da leistungsstarke elektronische Geräte in unmittelbarer Nähe das GPS-Signal durch Radiofrequenzrauschen stören können. Beispiele für solche Geräte sind Mobilfunk-Basisstationen, Hochspannungstransformatoren und ähnliche Ausrüstungen.

Stellen Sie sicher, dass die Basisstation in einer Außenumgebung mit ausreichender Himmelabdeckung platziert wird, um ein starkes Satellitensignal zu empfangen.

Für optimale Leistung positionieren Sie die Basisstation auf einer stabilen und erhöhten Plattform, wie z. B. einem Stativ.

Basis-Modul-Einstellungen mit Mission Planner

Beginnen Sie mit der Einrichtung des Basis-Moduls. Während dieses Prozesses müssen der Rover und die UXV nicht eingeschaltet werden.

Öffnen Sie die Mission Planner-Software auf Ihrem Computer und navigieren Sie zu Initial Setup > Optionale Hardware > RTK/GPS Injektion. Sie werden dann die folgende Seite sehen:

Wählen Sie im oberen linken Bereich den richtigen COM-Port für das Basismodul aus und klicken Sie auf "Verbinden". Geben Sie im Abschnitt "SurveyIn Acc" die erwartete absolute geografische Genauigkeit für Ihre Here+-Basisstation ein. Tragen Sie in der Spalte "Zeit" die minimale Umfragezeit ein, die Sie erwarten. Klicken Sie auf "Neustart", und die Bodenstation überträgt die eingegebenen Daten an das Basismodul. Das Basismodul beginnt dann mit einer neuen Umfragerrunde. Die folgende Seite wird angezeigt:

Während des Umfrageprozesses wird im rechten Bereich der aktuellen Umfragestatus angezeigt:

• Die Position ist ungültig: Dies bedeutet, dass die Basisstation noch keinen gültigen Standort erreicht hat.
• In Bearbeitung: Die Umfrage läuft noch.
• Dauer: Die Anzahl der Sekunden, in denen die aktuelle Umfragemaßnahme ausgeführt wird.
• Beobachtungen: Die Anzahl der gesammelten Beobachtungen.
• Aktuelle Genauigkeit: Die absolute geografische Genauigkeit, die die Basisstation derzeit erreichen kann.

Die grüne Leiste am unteren Rand der Mission Planner-Seite zeigt die derzeit erkannten Satelliten und deren Signalstärke an. Um zuverlässige Daten zu gewährleisten, müssen mindestens acht Satellitensignale über der roten Linie liegen. Erst wenn das Satellitensignal die rote Linie überschreitet, kann die Anzahl der effektiven Satelliten als ausreichend angesehen werden.

Die Basisstation benötigt eine gewisse Zeit, um die angegebenen Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen. Tests haben gezeigt, dass die Basisstation in einem offenen Bereich mit klarer Himmelsabdeckung innerhalb weniger Minuten eine absolute Genauigkeit von 2 Metern erreichen kann. Um eine absolute Genauigkeit von weniger als 30 cm zu erreichen, dauert es etwa eine Stunde, und um eine Genauigkeit von 10 cm zu erreichen, kann es mehrere Stunden dauern.

Es ist wichtig zu beachten, dass die absolute geografische Genauigkeit der Basisstation die absolute Genauigkeit des Rover-Moduls beeinflusst, jedoch nicht die relative Genauigkeit zwischen der Basisstation und dem Rover. Wenn Ihre Anwendung keine hohe absolute geografische Genauigkeit des UXV erfordert, müssen Sie die Genauigkeit der Basisstation nicht zu hoch einstellen, da dies hilft, die Umfragzeit zu verkürzen.

Selbst wenn die Genauigkeit der Basisstation zwischen 1,5 und 2 Metern liegt, kann die Positionsgenauigkeit des Rover-Moduls relativ zur Basisstation dennoch eine Zentimetergenauigkeit erreichen.

Sobald die Umfrage abgeschlossen ist, zeigt Mission Planner die folgende Seite an:

Im RTCM-Fenster sehen Sie, dass der Basisstatus-Indikator grün ist und sowohl die GPS- als auch die GLONASS-Satellitensysteme ebenfalls grün angezeigt werden (wenn Sie das Satellitensystem ändern möchten, beachten Sie den folgenden Abschnitt). Das rechte Feld zeigt "Position ist gültig" an.

Um den aktuellen Standort in Mission Planner zu speichern, klicken Sie auf „Aktuelle Position speichern“, geben Sie einen Namen im Dialogfeld ein und klicken Sie auf „OK“. Wie unten gezeigt, erscheint Ihr gespeicherter Standort in der Liste. Klicken Sie auf die Schaltfläche „Verwenden“ neben dem gespeicherten Standort. Die Basisstation wechselt dann in den Fix-Modus, und der Status zeigt „Using FixedLLA“ an. In Zukunft müssen Sie bei der Einstellung der Basisstation am gleichen Standort die Umfrage nicht erneut durchführen. Klicken Sie einfach auf die Schaltfläche „Verwenden“ neben dem von Ihnen gespeicherten Standort.

Rover-Modul und Flugcontroller-Einrichtung

Sobald die Basisstation eingerichtet ist, können Sie das UXV aktivieren. Durch die Verwendung des gleichen Telemetriemoduls zur Verbindung mit Mission Planner werden die Basisstationsdaten über das Telemetriemodul an das Here4 Rover-Modul auf dem UXV übertragen. Auf der Hauptseite von Mission Planner können Sie den aktuellen GPS-Status beobachten, der als entweder RTK Float, RTK Fixed oder 3D RTK angezeigt wird. Diese Anzeigen zeigen an, dass die Positionierung des UXV in den RTK-Modus gewechselt ist. RTK Float stellt eine Gleitkomma-Lösung dar, während RTK Fixed eine feste Lösung anzeigt. Der RTK Fixed-Modus bietet höhere Genauigkeit, erfordert jedoch ein stärkeres Signal. Der Begriff 3D RTK ist eine umfassende Bezeichnung für sowohl RTK Float als auch RTK Fixed in der Mission Planner-Oberfläche.

2. Einzelne Basisstationen zu mehreren Rovern

Es gibt zwei Methoden, dies zu erreichen:

1. Verwenden Sie ein einzelnes Telemetriemodul für mehrere Telemetrie-Übertragungen.

2. Verwenden Sie mehrere 1-zu-1-Telemetriemodule mit einem USB-Hub.

Für die Konfiguration der Bodenstation verbinden Sie alle Telemetriemodule über einen USB-Hub mit dem Computer. Öffnen Sie Mission Planner, um die Basisstation zu finden, und verbinden Sie sie dann mit dem Flugcontroller. Wählen Sie "AUTO" für eine automatische Verbindung, wie unten gezeigt. Alle erkannten Flugcontroller an den verfügbaren Anschlüssen werden verbunden. Anschließend können Sie das UXV aus der Dropdown-Liste auswählen.

Wenn du die UXVs mit einem Telemetriemodul verbunden hast, sollten sie denselben COM-Port verwenden:

6. U-Center Firmware-Update

Stelle sicher, dass du die neueste Firmware auf dem Here4 installiert hast, bevor du mit diesem Prozess fortfährst. Um die Firmware zu aktualisieren, siehe Abschnitt 3, "Firmware-Update".

Die neueste NEO F9P L1L5 Firmware ist im Abschnitt "Firmware-Update" hier zu finden: NEO F9P Firmware-Update.

• 1. Gehe auf die DroneCAN/UAVCAN-Konfigurationsseite im Mission Planner, wähle das Menü und überprüfe die Optionen.

Falls die Option im Mission Planner nicht sichtbar ist, aktualisiere Mission Planner auf die neueste Beta-Version über das Hilfemenü.

• 2. Wähle den Port aus, mit dem sich u-Center verbinden soll.

• 3. Wähle die Baudrate aus, die für die u-blox-Kommunikation verwendet werden soll.

• 4. Öffne u-center (stelle sicher, dass du Version 22.07 oder später verwendest). Wähle im Menü "Verbindungen" die Option "Netzwerkverbindungen" und klicke dann auf "Neu".

• 5. Setze die URL auf tcp://127.0.0.1:500.

• 6. Wähle "Werkzeuge" > "Firmware-Update-Dienstprogramm". Wähle im Tool die Firmware aus, die du von der u-blox-Website heruntergeladen hast. Stelle sicher, dass die Baudrate mit der in Mission Planner eingestellten übereinstimmt, und überprüfe, ob die Optionen wie unten gezeigt korrekt ausgewählt sind. Klicke dann auf "GO".

Zentimeter-genaue Hochpräzisionspositionierung

Ausgestattet mit dem u-blox NEO-F9P L1/L5 RTK Multi-Konstellations-GNSS-Modul, das die schnellsten Lock-Zeiten aller Standard-Here-GPS-Serien bietet. Zuverlässige Navigation auf Zentimeter-Niveau.

Mehr Onboard-Rechenleistung und Mems

Integriert mit einem Dual-Core 480 MHz / 240 MHz ARM7 / ARM4 MPZU. Die Kombination aus unserem genauesten Magnetometer und einer präzisen Inertialmesseinheit mit 6 Freiheitsgraden bietet bessere Leistung in mehr Anwendungen.

• Dual-Core-Prozessor
• Barometer
• IMU: Magnetkompass, Gyroskop und Beschleunigungsmesser

Integriertes Modul mit mehreren Funktionen

Here4 ist mehr als nur ein GNSS-Modul. Es vereint sowohl Flugsteuerungs- als auch Navigationsfunktionen. Ausgestattet mit 8 PWM- oder BDSHOT-Ausgängen, einem RCIN, Hotshoe und Kameratrigger. Präzises Mapping war nie selbstständiger.

Unterstützt weitere Erweiterungen / Anpassungen

Das zuverlässige DRONECAN FD-Kommunikationsprotokoll sorgt für eine schnelle (8 Mbps) und stabile Übertragung. Basierend auf der offenen AP-Periph-Plattform können Benutzer weitere Entwicklungen und Anpassungen besser durchführen. Es unterstützt auch serielle Schnittstellen und I2C zur Integration zusätzlicher Sensoren.