Аналіз журналу польотів

Ця тема містить огляд інструментів і методів, які можна використовувати для аналізу бортових журналів PX4 (у деяких випадках нижче є посилання на більш детальні теми).

INFO Flight Reporting пояснює, як завантажити журнал і повідомити/обговорити проблеми з польотом з командою розробників.

Структурований аналіз

Перш ніж аналізувати бортовий журнал, важливо визначити його контекст:

• Якщо аналіз проводиться після несправності, чи зафіксував бортовий журнал збій, чи він зупинився в польоті?
• Чи всі контролери відстежували свої посилання? Найпростіший спосіб визначити це - порівняти показники крену і тангажу з їхніми заданими значеннями.
• Чи виглядають дані датчика достовірними? Чи була дуже сильна вібрація (розумним порогом для сильної вібрації є будь-яка вібрація з піковою швидкістю понад 2-3 м/с/с).
• Якщо першопричина не є специфічною для транспортного засобу, обов'язково повідомте про неї з посиланням на файл логу (і відео, якщо таке є) на PX4 issue tracker.

Виключення перебоїв з живленням

Якщо файл журналу завершується в повітрі, можливі дві основні причини: збій живлення або серйозна помилка операційної системи.

На автопілотах на базі серії STM32 серйозні несправності записуються на SD-карту. Вони розташовані на верхньому рівні SD-карти і мають назву fault_date.log, наприклад, fault_2017_04_03_00_26_05.log. Ви повинні перевірити наявність цього файлу, якщо журнал польоту раптово закінчується.

Інструменти аналізу

Flight Review (Онлайн інструмент)

Flight Review є наступником Log Muncher. Використовується у поєднанні з новим форматом ведення журналу ULog.

Основні функції:

• Веб-орієнтований, відмінно підходить для кінцевих користувачів.
• Користувачі можуть завантажувати логи через веб-інтерфейс, а потім ділитися звітами з іншими (множинне завантаження підтримується за допомогою скрипта upload_log.py)
• Інтерактивні графіки.

Дивіться Аналіз журналу за допомогою Flight Review для вступу.

PlotJuggler

PlotJuggler - це десктопна програма, яка дозволяє користувачам легко візуалізувати та аналізувати дані, виражені у вигляді часових рядів. Це один з найкращих інструментів аналізу ULog, оскільки він показує всю інформацію в журналі (Flight Review, для порівняння, показує лише невелику підмножину даних).

Підтримує файли ULog (.ulg) починаючи з версії 2.1.4.

Основні функції:

• Інтуїтивний drag & drop інтерфейс.
• Розташовуйте дані на кількох графіках, вкладках або вікнах.
• Всі теми uORB показані і можуть бути відображені на графіку.
• Після того, як ви впорядкували свої дані, збережіть їх у файл "Layout" й завантажуйте багато разів.
• Обробляйте ваші дані всередині PlotJuggler самостійно, використовуючи власні "трансформації даних".

Вихідний код та завантаження доступні на Github.

Для початку дивіться Аналіз журналу за допомогою Plot Juggler.

pyulog

pyulog - це python пакет для парсингу файлів ULog, а також набір скриптів командного рядка для вилучення/відображення інформації з ULog і перетворення їх у інші формати файлів.

Основні функції:

• Бібліотека Python для розбору файлів ULog. Базова бібліотека, що використовується рядом інших інструментів аналізу та візуалізації ULog.
• Скрипти для вилучення/відображення інформації ULog:
  • ulog_info: відображення інформації з файлу ULog.
  • ulog_messages: відображення записаних повідомлень з файлу ULog.
  • ulog_params: отримати параметри з файлу ULog.
• Скрипти для конвертації ULog файлів в інші формати:
  • ulog2csv: конвертувати ULog у (декілька) CSV файли.
  • ulog2kml: конвертувати ULog у (декілька) KML файли.

Всі скрипти встановлюються як загальносистемні програми (тобто їх можна викликати з командного рядка, якщо встановлено Python) і підтримують параметр -h для отримання інструкцій з використання. Наприклад:

$ ulog_info -h
usage: ulog_info [-h] [-v] file.ulg

Display information from an ULog file

positional arguments:
  file.ulg       ULog input file

optional arguments:
  -h, --help     show this help message and exit
  -v, --verbose  Verbose output

Нижче показано вигляд інформації, експортованої з прикладу файлу за допомогою ulog_info.

$ ulog_info sample.ulg
Logging start time: 0:01:52, duration: 0:01:08
Dropouts: count: 4, total duration: 0.1 s, max: 62 ms, mean: 29 ms
Info Messages:
 sys_name: PX4
 time_ref_utc: 0
 ver_hw: AUAV_X21
 ver_sw: fd483321a5cf50ead91164356d15aa474643aa73

Name (multi id, message size in bytes)    number of data points, total bytes
 actuator_controls_0 (0, 48)                 3269     156912
 actuator_outputs (0, 76)                    1311      99636
 commander_state (0, 9)                       678       6102
 control_state (0, 122)                      3268     398696
 cpuload (0, 16)                               69       1104
 ekf2_innovations (0, 140)                   3271     457940
 estimator_status (0, 309)                   1311     405099
 sensor_combined (0, 72)                    17070    1229040
 sensor_preflight (0, 16)                   17072     273152
 telemetry_status (0, 36)                      70       2520
 vehicle_attitude (0, 36)                    6461     232596
 vehicle_attitude_setpoint (0, 55)           3272     179960
 vehicle_local_position (0, 123)              678      83394
 vehicle_rates_setpoint (0, 24)              6448     154752
 vehicle_status (0, 45)                       294      13230

FlightPlot

FlightPlot це десктопний інструмент для аналізу логів. Його можна завантажити з FlightPlot Downloads (Linux, MacOS, Windows).

Основні функції:

• На основі Java, кросплатформенний.
• Інтуїтивний GUI, не потрібні знання програмування.
• Підтримує як нові, так і старі формати журналів PX4 (.ulg, .px4log, .bin)
• Дозволяє зберігати графіки як зображення.

PX4Tools

PX4Tools - інструментарій для аналізу логів для автопілота PX4, написаний на Python. Рекомендованою процедурою встановлення є використання anaconda3. Дивіться сторінку px4tools на github для отримання подробиць.

Основні функції:

• Користувачі можуть легко ділитися на Github (наприклад, 15-09-30 Kabir Log.ipynb)
• На основі Python, кросплатформенний, працює з anaconda 2 та anaconda3
• Блокноти iPython/jupyter можна використовувати для легкого обміну аналізом
• Розширені можливості графіків для детального аналізу

MAVGCL

MAVGCL це аналізатор логів польоту для PX4. Його також можна використовувати в офлайн режимі із завантаженими файлами uLog.

Основні функції:

• Збір даних в реальному часі (вибірка 50 мс, відображення 100 мс) на основі повідомлень MAVLink або даних ULOG через MAVLink
• Часова діаграма, анотована повідомленнями (MAVLink та ULog) та змінами параметрів (тільки MAVLink)
• XY-аналіз для обраних ключових фігур
• 3D-вигляд (перспектива транспортного засобу та спостерігача)
• Інспектор MAVLink (звітування про необроблені повідомлення MAVLink)
• Офлайн-режим: Імпорт ключових показників з PX4Log/ULog (файл або останній лог з пристрою через WiFi)
• На основі Java. Відомо, що працює в macOS та Ubuntu.
• Та багато іншого...

Data Comets

Data Comets - це інтерактивний інструмент аналізу журналу польотів PX4, який дозволяє кодувати польотні дані на траєкторію польоту, фільтрувати і чистити дані за часом - і багато іншого!

Ви можете використовувати онлайн-версію інструменту для невеликих лог-файлів (< 32Mb) або запустити його локально, щоб проаналізувати довші польоти.