大疆经纬M100无人机的组装以及Onboard SDK的安装

  前段时间一直在搞在M100上搭载处理器，并且用大疆官方的Onboard SDK来进行开发，所以就记录一下，免得过段时间忘记了。先上一张M100的图（来源于大疆官网）：

一、硬件介绍
1、首先介绍大疆M100的硬件大致：
（1）基本配置：一块飞控板（大疆A3飞控），4根机臂，一块电池，一个GPS模块和一个遥控器。
有了这个配置之后就达到了飞行条件。
（2）如果加上云台相机，就可以录制自己喜欢的视频了或者进行航拍。
（3）如果加上了guidance，就可以在室内平稳飞行了。

2、开发重量考量：
M100飞行器的额定最大起飞重量是3600g（实际测试最大极限起飞重量是4200g，这个数据不是很准确，这个数据只起参考作用），如果加上了guidance，妙算，基本上已经到了最大起飞重量，无法加上我自己的mini PC和GPU。所以在开发的时候一般不装guidance。下面给出一些部件的参考重量：
(1) M100的机架（飞控板，四个机臂，一个GPS模块）重量：1670g
(2) 一块官方电池：639g
(3) 我用的mini PC的重量是：715g，我拆掉了外壳，剩余315g
(4) GPU的重量是700g，

3、两种方案：
系统环境：
妙算：Ubuntu（arm版）
mini PC（windows 10）

方案一：
  不加云台相机，自己买一款长焦的USB摄像头安装在M100上，将视频直接输入mini PC上跑orb slam，然后将电脑桌面通过HDMI传送给N1视频编码器编码之后通过飞控再传给地面的dji go app做显示。
飞机的硬件模块：
M100机架 + 1块官方电池 + 1个USB摄像头 + mini PC + 1块GPU + N1视频编码器 + 锂电池 + 降压模块24V-12V（附加的锂电池和降压模块是为了给mini PC和GPU供电用的）
总重量是：约为4150 g

方案二：
  利用云台相机作为视频的输入，首先通过妙算读取禅思x3相机的视频数据，转成rgb之后，然后利用socket将图像传送给mini PC来跑orb slam。
加上云台相机，去掉GPU，加上妙算，所以总的配置就是：
M100机架 + 1块官方电池 + 1个云台相机 + mini PC + 妙算 + 锂电池 + 降压模块
总重量是：约为3700 g

  对比上面可以知道，方案二将GPU去掉了，因为现阶段中妙算中的GPU已经够用了。并且在方案一中，USB摄像头因为装在了飞机上，没有好的云台来增稳，所以在飞行过程中抖动非常厉害，orb slam跑不起来，所以采用了方案二。

二、软件介绍
在硬件搭载好了之后，就需要进行软件层面的实验了，首先归纳一下步骤：
1、升级M100的固件：
（1） M100的固件升级很简单，连接好所有的部件（官方电池、GPS、云台相机等），在自己的电脑上安装一个DJI assistant 2，所有部件的升级都通过这个软件助手，不需要下载其他的软件升级包。将一根micro USB线连接电脑与M100尾灯后面的USB口，首先开启遥控器，然后开启M100电源，进入assistant 2进行固件升级。
（2） 根据安装GPS的位置，在DJI assistant 2中设置GPS的三维坐标；
2、配置妙算的系统环境：
  给妙算安装各种各样的软件，因为妙算的硬件架构是嵌入式的，所以一些包的安装和普通在Intel CPU的主机上安装有不同的地方，最好根据官方给的文档来进行安装，不要想当然，具体见妙算的文档；
3、安装Onboard SDK
  大疆的Onboard SDK有两个版本，一个不是ros版本的，一个是ros版本的，推荐先装没有ros版本的，步骤很简单，先在这里下载Onboard SDK，然后按照这个链接去安装，很简单。然后安装ROS版本的SDK，后面跑读取云台相机的程序的时候就直接把package 拷贝到SDK的workspace下面进行编译就可以了。
4、激活M100
  这个步骤我感觉官网上的说明有一些没说清楚的地方。所有的步骤可以参考这个链接，但是我要强调一下的就是，如果想使用SDK，就必须先在开发者网站上注册，成为大疆的开发者，然后在开发者网站中首先创建一个APP，里面有ID和Key。在启动sdk的时候，在launch文件中填入 APP ID 和Key的时候就是填你创建的ID和Key，不是你的dji go的账号和密码，还有串口的波特率以及串口的名字，如下图所示。

5、利用妙算获取云台相机的视频数据：
  可以参考github上的这个网站，可以将云台读出来的视频格式先转成rgb格式的，然后通过rostopic 发布出来，这样就可以使用视频流了。
6、将妙算上的视频通过socket传送给mini PC
  因为项目的需求是在windows平台下面跑orb slam，所以需要将视频传送给mini PC，我这里选用的是利用socket传输，如果是在Ubuntu下面跑orb slam，一个比较好的选择就是构建一个局域网，直接通过rostopic 来进行数据的传输。
我采用的方案是妙算和mini PC用一根网线进行直连（也可以用路由器进行连接），然后将mini PC上面的以太网的IP地址选用固定的，设置好网关和DNS，关闭windows的防火墙。在妙算上也使用固定的IP地址，注意两者的IP地址不要相同，也不要相差太大。在运行socket程序之前看看能不能ping通，ping通了说明配置是对的，如果不行就得先检查。Ubuntu的和windows的socket程序略有不同，感兴趣的可以去google一下。
7、在mini PC 上面跑orb slam
  orb slam有开源的windows版的，所以只需要将收到的图像输入写好的orb slam的接口中就可以开始跑了。

参考文献：
[1] https://www.dji.com/cn/matrice100/info#downloads
[2] https://developer.dji.com/cn/onboard-sdk/
[3] https://developer.dji.com/onboard-sdk/documentation/sample-doc/sample-setup.html#linux-onboard-computer
[4] 使用妙算控制M100
[5] DJI Onboard SDK ROS Video Decoding Package