О нас
Мы студенты-электронщики НТУУ «КПИ» Im_Alive и Riconec. Представители открытой лаборатории электроники Lampa Lab, а так же участники киевских фестивалей Kyiv Mini Maker Faire и Make It Show. Возможно вы посещали эти фестивали и уже знаете о нас — мы также активисты многих других студенческих проектов и мейкеры по жизни.
Что такое Gestus?
Gestus — аппаратура, которая в буквальном смысле превращает ваши руки в джойстики! Устройство позволяет контролировать модели на радиоуправлении (автомобили, мультикоптеры, вертолеты, катера и т.д.). Изначально планировалось как периферийное устройство для телефонов и ПК для управления с помощью жестов: музыкой, ответами на звонки и рукописным вводом рукой в воздухе (для набора сообщений, смс). Интересующихся приглашаю заглянуть под кат.
Концепция устройства
Устройство состоит из:
- Браслет на левую руку
- Браслет на правую руку
- Хост — устройство, которое принимает данные с браслетов и отправляет команды на модель
По-скольку это еще прототип, устройство построено на базе отладочных плат компании Nordic Semiconductor. На платах установлен отладчик J-Link. На основной плате (слева) установлен микроконтроллер nRF51422 (BLE 4.0, ANT+), а на донгле (справа) — nRF51822 (BLE 4.0).
nRF51422 Evaluation Kit
Вот так, собственно, она выглядит. Донгл я взял в роли хоста, а две основные платы использовал для браслетов. Спаял простенький переходник с LDO на 3.3В и кнопкой с фиксацией, который одевается на штырьки основной платы и имеет контакты для пайки проводов с датчика MPU6050 и тактовой кнопки.
Для общения с квадрокоптером Hubsan X4 нужен приемопередатчик A7105. О том как подружить Arduino и Husban X4 написано тут и тут.
По убедительной просьбе, мне сшили браслеты для крепления датчика на кисти и браслеты с липучкой для крепления основной платы на руке. Устройство потребляет очень мало, но я взял Li-Po аккумулятор 3.7В 700мАч из расчета что на протяжении всей выставки/фестиваля оно будет работать без подзарядки. В итоге все вышло как-то так:
Gestus в сборе
Принцип работы
На простой схемке вверху видно как взаимодействуют устройства. Блок «ПК» выделенный пунктиром потому, что он нужен только на стадии прототипа. Почему бы сразу его не убрать? Дело в том, что отладочные комплекты используются студентами в лаборатории и что-то к ним припаивать и отпаивать — не рекомендуется. По-этому компьютер здесь нужен во избежании пайки и облегчения отладки алгоритма. Проще чем зашивать постоянно в Arduino, а проверенный алгоритм на ПК уже со спокойной душой можно перенести в микроконтроллер.
В нашем устройстве задействован пока только акселерометр и в зависимости от угла наклона на хост приходит пакет со стороной, в которую наклонена рука, и значением угла. Также на браслетах находятся кнопки, при удержании которых на хост отправляются данные с датчика, а если их отпустить, то на хост отправляется значение «ноль» или «выровняться». Так сделано в связи с тем, что люди, при потере управления, начинают паниковать и опускать руки, а в таком случае могут полететь любые значение и может случиться все что угодно. А тут достаточно просто отпустить кнопочки, очень удобно ;) На фото ниже видно конфигурацию аппаратуры, какая рука за что отвечает. Естественно конфигурацию пользователь может менять как ему удобно. Например для управления автомобилем или катером не всегда нужна вторая рука, тогда ее просто можно отключить и настроить управление на одну руку.
Конфигурация аппаратуры для квадрокоптера
Итоги
Спасибо за внимание! И подписываемся!
Если у кого есть лишний инвайт для хорошего человека Riconec, были бы очень признательны ;)
Ну и на закуску — результат работы Gestus!
Управление Hubsan X4 с помощью Gestus
Комментарии ()
NikitosZs
12.08.2015 00:27Лично у меня кисти рук не могут поворачиваться достаточно сильно «внутрь» чтобы сделать поворот вправо или вильнуть влево. Да и судя по тому, что у людей развивается тунельный синдром, я такой не один. Данный гкхем, манипулятор заставляет людей страдать. Уж лучше сделать на тензосенсорах и управлять пальцами. Можно будет хотябы пойти за коптером, а не сидеть как бабушка на стуле.
Im_Alive
12.08.2015 00:32Мне тоже сложно поворачивать кисти во внутрь, но до такой степени и не нужно, аппаратура реагирует даже на не большое изменение угла. Я специально настраивал, как раз по этой причине. Так а что мешает ходить? Я спокойно ходил и управлял во время съемок. Единственная проблема — не смотришь что у тебя под ногами ;)
NikitosZs
12.08.2015 00:33После просмотра видео стало неясно, как он ловил коптер правой рукой? А то, что взлетал с правой руки, когда она находилась ладонью вверх вносит ещё больше вопросов. Начинаю подозревать, что кто то за кадром стоял с джоем.
Im_Alive
12.08.2015 00:35Вы видели фотографию, где указана конфигурация аппаратуры? Рассказываю: левая рука отвечает за газ и рысканье, тогда как правая — тангаж и крен. У меня нет такого «давайте снимем типо это я, а вы такие с джойстиком?». Кнопки там не просто так, когда они нажаты — устройство передает реальные значения с датчика, иначе присылает нули, то есть положение «ровно».
NikitosZs
12.08.2015 00:38Да, видел фото. И, допустим, ваши прямые стрелки формально указывают направления наклона, а значит вращения. Тогда любое изменение положения правой руки в пространстве будет уводить коптер в сторону, противоположную направлению движния руки. И как следствие поймать его не выйдет. Либо у Вас это как то продумано.
P.S.: Рад, что используете полноценные названия тангаж, крен, рыскание в коптерах. Приятно, а то у всех руддеры и прочее.Im_Alive
12.08.2015 00:40Прошу прощения, я упустил тот факт, зачем нужна кнопка. Сейчас поправлю в статье.
NikitosZs
12.08.2015 00:43Ага, прочел уже выше. Но чтобы нажать кнопку для посыла нулей, нужно тоже шевелить руками…
Im_Alive
12.08.2015 00:46Ее нужно просто отпустить. Так сделано в связи с тем, что люди, при потере управления, начинают паниковать и опускать руки, а в таком случае могут полететь любые значение и может случиться все что угодно. А тут достаточно просто отпустить кнопочки, очень удобно ;)
father_gorry
12.08.2015 10:08Круто, но бесполезно. Как и в обычном пульте, задействованы обе руки — а значит, удобства это не добавит. Размер устройства меньше по сравнению с пультом — разве только это… Да, пожалуй, в походах полезно будет. После того как уберете промежуточные звенья (ПК и Ардуино).
Меж тем у некоторых пилотов есть потребность сосредоточить управление беспилотником в одной руке, а на вторую повесить, к примеру, управление камерой.Im_Alive
12.08.2015 10:45Удобство состоит не в этом. Более тонко ощущается управление и, соответственно, легче маневрировать. Для примера возьмем руку, где отсылается тангаж и крен, тогда положение в пространстве плоскости руки равно положению плоскости квадрокоптера. При управлении это очень удобно и наглядно выглядит. Вы можете выставить определенную высоту и оставить браслет, который отправляет крен и тангаж. Тогда у вас будет свободная рука для управления камерой. А вообще, я бы взял Oculus Rift. Камера бы поворачивалась от поворота моей головы и накладывать на изображение в очках уровни наклона рук.
Delsian
12.08.2015 12:21Просто просится вариант перчатки с одним акселерометром на тыльной стороне руки и тремя на пальцах. Пальцевые работают в относительной системе координат к тыльному. Вуаля.
spc
Китайцы сделали аналог — аппаратуру с тем же акселерометром. Покупатели квадракоптеров такого типа говорят, что прикольно, но неудобно.
В общем, вопросов больше, чем ответов. Не говоря уже про видео.
Im_Alive
А можно ссылочку или название аппаратуры? Могу сказать что, даже на стадии прототипа, нашей аппаратурой действительно удобно управлять. Конечно не идеально и порой теряешься, когда нужно быстро среагировать, но дискомфорта не вызывает. Возможно видео не самое показательное и качественное, но снимали «как могли и на что было». Старались ;) Прошу, задавайте вопросы, пишите пожелания. От этого зависит как проект будет себя вести дальше.
spc
Конечно. Я не знаю, это первенец, или нет, но у UDI U830 пульт как раз с акселерометром.
Нет, у меня претензии больше не к качеству, а к демонстрации возможностей аппаратуры. Т.е., к примеру, полет над полом — похоже, единственный фрагмент, где видно, что на небольших скоростях и при несложных маневрах можно управлять с довольно высокой точностью. А там, где «от первого лица» — только руки, и не видно самого квадракоптера, чтобы оценить реакцию — мне это было интересно, потому что на видео с тем же UDI U830 видно заметную инерцию управления.
Я объясню: мне на самом деле нравятся подобные интерфейсы, но каждый раз вспоминаю сцену из новых Звездных войн, где коммерсанты, что ли, уничтожают корабль джедаев. При этом корабль успевает сообщить дежурному офицеру об угрозе, а дежурный офицер вместо того, чтобы нажать одну БОЛЬШУЮ КРАСНУЮ КНОПКУ успевает сказать лишь «shields u...» и, согласно сценарию, превращается в облачко пара.
То есть, сделать интерфейс — очень круто. Но суровая реальность всегда вносит свои коррективы :)
Im_Alive
Спасибо, посмотрел видео. Неудобно конечно, когда кроме управления с помощью наклона есть еще и аналоговый джойстик. Да, с видео немного не вышло, претендует на звание «ну летает же!», но возможности не раскрывает. Хотя в замкнутом помещении действительно удобно летать и получается достаточно точно, так как у аппаратуры хороший диапазон значений, что позволяет как плавно, так и резко совершать маневры.