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Thema: FlightZoomer: Smartphone basierte Telemetrie, Navigation, OSD, Flugplan, u.s.w.

  1. #1

    FlightZoomer: Smartphone basierte Telemetrie, Navigation, OSD, Flugplan, u.s.w.

    Hallo zusammen

    Ich würde heute gerne mein Smartphone basiertes System vorstellen, welches alle Features wie im Titel aufgeführt umsetzt.

    Es besteht aus:
    - einem Smartphone, welches an Bord installiert ist.
    - einem Smartphone, welches als Groundstation/Display für den Piloten gedacht ist.
    - einen Relay Server, welcher beide über das Internet verknüpft.

    Features:
    - Übertragung von Höhe, Speed, Kurs, Lage und Position an die Groundstation.
    - Anzeige der Daten auf einem Primary Flight Display (künstl. Horizont) und Navigation Display (moving map).
    - Selbstbestimmte Navigations Fixes (Funkfeuer-Simulation).
    - Flugplaneingabe und Anzeige.
    - Flight Director (Anzeige, wie der Copter gesteuert werden muss, um dem Flugplan zu folgen).
    - Datenaufzeichnung.
    - Onboard Bild- oder Videoaufzeichnung über die Smartphone Kamera.
    - Design und Funktionen angelehnt an das Boeing B-787 Cockpit.

    Voraussetzungen:
    - Steuerung erfolgt über normale RC Anlage.
    - Einfluss der Latenz: der Copter muss über einen unabhängigen FlightController wie NAZA, SuperX, etc. verfügen, der POSITION HOLD erlaubt (oder zumindest sonst eine gewisse Voraussagbarkeit im Flugverhalten sicherstellt).
    - Zwei Windows Phone Smartphones.

    Fokus/Abgrenzung:
    Schon früher wurden einige ähnliche Systeme hier beschrieben:
    http://fpv-community.de/showthread.p...it-Android-App
    http://fpv-community.de/showthread.p...MTS-Verbindung
    http://fpv-community.de/showthread.p...-über-Internet

    Anders als bei den dort diskutierten Systemen liegt der Fokus bei FlightZoomer nicht auf der Bildübertragung, sondern auf der Navigation anhand der Rohdaten (genau wie echte Flugzeuge im Blindflug, resp. IFR geflogen werden). Dadurch (und durch den onboard Fligth Controller) wird der Einfluss der Latenz nahezu bedeutungslos.

    Vorteile:
    - Alles ist von der Stange.
    - Smartphonee sind billig, haben viele Sensoren, eine Super Bedienung, unbegrenzte Reichweite, autonome Stromversorgung, und last but not least, haben das beste Display bei Verwendung in der prallen Sonne...

    Kosten:
    Das teuerste ist ein schönes Smartphone mit möglichst grossem Display (z.B. 5 Zoll) für die GroundStation. Dieses kann auch das persönliche Smartphone sein, da es nicht kaputt gehen kann. Dazu kommt das Onboard SmartPhone, welches gebraucht sein kann und mit nicht mehr als 40€ zu liegen kommt (was sensationell ist für das Gebotene). Total kaum mehr als für andere OSD Systeme, welche z.T. deutlich weniger Features haben...

    Hier ein Video, bei dem ich mit einer Funktion der Relay Server Applikation den Flug simuliere und gleichzeitig die GroundStation im Emulator laufen lasse (also alles findet auf dem Entwickler-PC statt):

    http://www.youtube.com/watch?v=2JOOIoZqnSw

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Avatar von Lindbaergh
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    Moin, das sieht nach einen coolen Projekt aus. Ich finde es toll wenn sich jemand an so etwas ran traut, und der Ansatz ist mal etwas anderes.

  3. #3
    Benutzer
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    71
    Wow, richtig tolles Projekt. Jetzt nur noch ein möglichst leichtes, billiges Smartphone, alles unnötige entfernen und man müsste auf ca. 50g kommen. Welche Bandbreite wird benötigt, damit es funktioniert? Viel kanns nicht sein, es werden ja nur ein paar Daten übertragen. Sollte dann auch in Gebieten mit schlechter Netzabdeckung funktionieren, oder?
    Wann kann man denn mit einer funktionierenden Version rechnen?

  4. #4
    Hallo Servicehans

    Die letzte Frage zuerst beantwortet: Ich bin am Projekt schon etwa 1 Jahr dran und habe ca. 95% der Features für Version 1 fertiggestellt. Viele Dinge wurden schon optimiert. End-to-end Connection habe ich seit letztem Herbst. Grundsätzlich hat sich Tauglichkeit der Idee bestätigt.

    Im Moment ruht der Testbetrieb seit einiger Zeit, da ein NAZA-Mini-FlyAway mein erstes Onboard Handy zerstört hat (sonst blieb alles ganz, aber der Schlag mit dem Propeller aufs Display war too much). Das lokalisieren und Verfolgen von FlyAways sind aber sicher ein Anwendungsfall von FlightZoomer, der evtl. für NAZA Eigentümer von Interesse wäre...

    Erst durch den Verlust des Onboard Smartphones habe ich aber realisiert, wie billig diese Devices sind. Alle Geräte ab Windows Phone 7 mit Kompass passen. Bestens geeignet sind z.B. das Omnia 7 oder Lumia 710. Da es sich anbietet, Gebrauchtgeräte zu verwenden (um je nach Talent des Piloten verheizt zu werden), wird der Preis für das Onboard Gerät (genannt FlightZoomer Sensorics) auf kaum mehr als 40€ zu liegen kommen:
    Z.B.: Click!

    Als Gerät für die FlightZoomer GroundStation verwende ich das neue Handy meiner Frau:
    Click!

    Im Moment baue ich den Testkopter wieder neu auf, diesmal aber mit SuperX. Erstflug folgt nächstens.

    Zur Bandbreite: es funktioniert sicher ab UMTS. Da wo ich fliege habe ich meistens mehr als GSM EDGE und deshalb habe ich auch keine Erfahrungswerte diesbezüglich. Die Verbindungen sind aber mit UDP selber programmiert und sehr robust ausgelegt. D.h. selbst wenn es mal wegen temporär schlechtem Netz ruckelt, ist die Verbindung "selbstheilend".

    Die Idee, beim Smartphone alles wegzuschmeissen, was es nicht braucht um dadurch Gewicht zu sparen hatte ich auch schon. Man könnte sogar mit der Bordstromversorgung den Handy-Akku ersetzen. Der Nachteil ist, dass die Betriebsweise nicht mehr vollautonom ist und dass es für die Smartphone-Kompass-Kalibrierung von grossem Vorteil wäre, wenn dass Gerät vom Kopter getrennt werden könnte.

  5. #5

    FlightZoomer: Smartphone basierte Telemetrie, Navigation, OSD, Flugplan, u.s.w.

    Klasse Projekt!!! Ist Abonniert!!!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer
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    Basel
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    155
    Genial! Tolles Projekt!
    Habe mir gerade vorletzte Woche eine Telmetrie bestellt, soll heute noc kommen. Wäre aber eine Super Alternative!
    FPV über die Handykamera wäre wohl kaum bezahlbahr und nicht so toll in der Qualität, oder?
    LG
    Lars
    Alle Elektronik arbeitet intern mit Rauch. Tritt dieser Rauch aus, ist die Elektronik kaputt.
    (Quelle: unbekannt)

  7. #7
    Hi Lars
    An die Möglichkeit der Bildübertragung habe ich auch schon gedacht. Machbar ware vermutlich etwas in Richtung Übermitteln von Snapshot Images (vielleicht eines pro Sekunde). Diese Bilder konnte man dann als Head Up Simulation auf der Groundstation anzeigen. Ist aber etwas für Version 2....
    FPV nach Instrumenten? Navigieren mit Smartphones mittels Mobilfunk? Klicke hier! (FlightZoomer Thread)

  8. #8
    Erfahrener Benutzer
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    8.886
    Nettes Projekt, aber mit Windows Phone wirst du nicht viele Leute erreichen...Denkst du eventuell über eine Portierung nach?

  9. #9
    Eine Portierung bedeutet Zeitaufwand. Aufgrund meiner guten Kenntnisse des Microsoft Stacks und der Möglichkeit gemeinsamen Code zu haben für die zwei Apps und den Relay Server wäre eine Portierung eine größere Übung.

    Und eigentlich würde ich es vorziehen, die Featureliste zu erweitern, als das "Gleiche" nochmal und nochmal zu bauen...

    Die Problematik wird meiner Meinung nach aber dadurch entschärft, dass für das Onboard Gerät sowieso besser ein Gebrauchtes verwendet wird, das so billig beschafft werden kann, dass das Betriebssystem egal ist.

    Für die Groundstation könnte ein Konzept sein, dass die App kostenlos wäre, so dass ein Gerät von mehreren Piloten geteilt würde (natürlich nicht gleichzeitig). Oder man könnte dann auch ein Gerät ausleihen, so wie ich es bei meiner Frau mit ihrem Lumia 1320 mache (ich glaube es gäbe eh kein günstigeres Gerät momentan auf dem Markt mit einem für die Groundstation so geeigneten, grossen Bildschirm).
    Geändert von flightzoomer (13.06.2014 um 06:03 Uhr) Grund: Fehler korrigiert.
    FPV nach Instrumenten? Navigieren mit Smartphones mittels Mobilfunk? Klicke hier! (FlightZoomer Thread)

  10. #10
    So Freunde, ein weiteres Update bezüglich FlightZoomer ist dran. Ich möchte kurz informieren, was in der Zwischenzeit passiert ist...

    In der letzten Zeit habe ich mich mehr mit dem neuen Kopter und der neuen Steuerung SuperX beschäftigt. Diverse neue Teile mussten integriert werden:
    - Es gab einen Neubau des Kopters (neue, selber entworfene und optimierte Epoxyplatten zu den DJI Armen)
    - Neu wird die SuperX statt der NAZA eingesetzt
    - Und als onboard Handy (für die FlightZoomer Sensorics App) wurde erstmals ein Nokia Lumia 710 eingesetzt (vorher war es das gute alte Omnia 7).

    Bei der ersten Version war das Lumia wie folgt montiert:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	WP_20140608_005.jpg 
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Größe:	1,01 MB 
ID:	97774

    Ergebnis:
    Das Lumia war offenbar zu nahe an der restlichen Elektrik. Das GPS und der Compass hatten Mühe genau zu arbeiten.

    Zweiter Versuch, mit grösserem Abstand vom Rest:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	WP_20140612_010.jpg 
Hits:	51 
Größe:	1,27 MB 
ID:	97776

    Ergebnis: Kaum eine Verbesserung bei der GPS Genauigkeit. Zusätzlich war die Richtungsstabilität nicht gut, da die Sony Action Cam weit vorne befestigt ist und bei Seitenwind oder Vorwärtsflug eine ungewollte Drehung um die Hochachse verursacht hat.

    Nach Hinzufügen einer Seitenflosse war es besser:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	WP_20140622_002.jpg 
Hits:	51 
Größe:	1,33 MB 
ID:	97777

    Was aber immer noch nicht gelöst ist, ist die unbefriedigende GPS Genauigkeit. Entweder ist das Lumia 710 schlechter als das Omnia 7 (resp. hat höhere Anforderungen, um die Position genau zu messen) oder es ist immer noch zu nahe am Rest der (funkenden) Elektronik.

    Ich werde einen weiteren Umbau machen, um das Handy praktisch wie als Höhenruder bei einem T-Leitwerk zu montieren. Falls das nichts nützt muss ich eben nochmals ein Omnia 7 bestellen.

    Hier noch der aufgezeichnete Flugweg mit dem Lumia 710. Man sieht recht erratische Sprünge, wo eigentlich regelmässige Kreise sein sollten:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	FlightPathLumia710.jpg 
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Größe:	86,8 KB 
ID:	97779

    Zum Vergleich ein früherer Flug mit dem Omnia7. Man kann deutlich erkennen, dass die geflogenen Kreise ziemlich genau übermittelt und aufgezeichnet wurden:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	FlightPathOmnia7.jpg 
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Größe:	72,8 KB 
ID:	97780

    Als weiteres Goodie habe ich mal versucht in einem Video die Latenz festzuhalten. Ich bitte um Nachsicht bezüglich der lausigen Qualität, hoffe aber, das es für einen Eindruck reicht. In dem Fall waren beide Geräte über 3G mit dem zentralen Relay Server verbunden:

    http://www.youtube.com/watch?v=CFO0PLnQMGI

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