LASS 專案 - Arklab/LASS 全台天空感測計畫

專案聯繫人

活動

緣起

在 LASS 完成全台第一次 FIeld Try 之後，我們希望能提升感測的層次來到另一個未知的領域，那就是與高度相關的感測，與短時間大規模的感測。有幸 Arklab 與 LASS 能有機會全面性的合作，讓這個令人感動的計畫能實現

方法

由 Arklab 召集飛友，在某一個約定的時間，每台無人機帶著當地LASS所借出的 LASS PM2.5 感測器，上天去執行幾個既定的感測任務。飛行回來後，藉由 Wifi 上傳感測的值，並在系統中做感測資料的呈現

預計時間

未定，約 2016/4，某個星期六 or 星期天（兩個月前正式對外宣布）
網友反應：飛行計畫請儘量安排在大禮拜周末,因為夥伴每個月的第1,3 的周六還要上班

合作方式

由 Arklab 主辦，LASS 提供感測器的支援，如何實現後端系統再討論

目標設立

全台本島各縣市各有一台執行此次天空感測計畫

後續延伸

在 LASS 開發者大會中（預計2016 暑假），會邀集大家上台分享相關實驗經驗與成果

合作細節（發想階段）

感測器設計 - 參考研究筆記
飛行任務規劃- 參考研究筆記
- 會請 LASS 研究團隊，設計所需要的感測方式，提供給 Arklab 設計可行的飛行計劃，並與執行

社群支援方式
- 建議 Arklab 開設一個整個 Field Try 的 hackpad, 其中感測器支援的部分會由 LASS 夥伴負責。Field Try 展開的方式，建議融合本次 LASS Field Try 經驗。都有飛友或 LASS 夥伴想加入這個計畫，我們會開立一個臉書討論串來支援相關的細節運作

飛友與 LASS 夥伴合作方式
- 基本上目標是每個縣市的 LASS 夥伴能借出感測器給當地的飛友，並協助設定與使用 LASS，讓飛友只需要處理帶 LASS 出去並回來就可以。當地飛友與 LASS 夥伴的連結方式，將在 hackpad 中設計完成。當然飛友想要自己架設感測器，也很歡迎
資料分析方式-參考研究筆記

技術規格

已確認

飛機給 LASS 供電
- 由於要盡可能輕，LASS 自帶電池可能在某些情境下不可行。須考慮如何給 LASS 供電。決議由飛機用 5V 給 LASS 供電
- 不同的飛行計劃中，回到起飛點，換上電池再上
G3 需由機構保護好自己，在某一環境風速下，感測值可以接受
- 規格是 G3 在風速多少以下[ TBD ] 的情況下，就可以
- 所以無人機這邊就需要想辦法讓 G3 沒有達到那個風速
飛行高度
- 基本上只要飛到生活的範圍內就可以，最高到 101 的高度(449公尺)就可以
飛行時間
- PARROT BEBOP 大約只有15分鐘，最好在8分鐘內返航。
- DJI 約有25分鐘。
飛多遠
- 與遙控器距離有關
- PARROT BEBOP 採用WIFI，在沒有專屬遙控器下100公尺內比較恰當。
- 如果採用計畫飛行，大概____公尺
- DJI phantom 2 未改機約800M
- DIY 使用DEVO 7 以上等級之遙控約1~2KM
- 追蹤指向天線可達5KM

發想中

感測內容定義
[ TBD2 ] 感測器含外殼的重量限制
- 目前標準零件包重量？
- 目前一個正常LASS 雷切殼重量？
- 建議的重量規格？
[ TDB2 ] 感測器（含外殼）如何安裝在無人機上
- 可使用防水貼布黏在無人機上，只露出需要外露的感測器（pm2.5, 溫濕度）
- 可安裝在無人機下方，由無人機提供簡單遮蔽
[ TDB2 ] 感測環境規格
- 比方說不能下雨（無人機可以在下雨時出勤嗎？）
- 風大？
飛行計劃，參考研究筆記

分工建議

有心擔任負責人的請自入，自己說了就算，想一起幫忙的接後面就可以了，負責人越多越好。

會將所有負責人加入目前天空感測討論串，還沒加入的請私訊夥伴或哈爸
當天主活動執行 - Arklab（張東琳）
飛友號召 - Arklab（張東琳）
LASS 夥伴集結 - LASS（哈爸＋）
社群推廣 - Arklab + LASS（哈爸＋Owen/MakerPRO？）＋Fablab Tainan(AJ)
感測器設計 - LASS（哈爸）+ SCOTT(自己有搞一個) + ?
感測器與飛行器對接裝置設計-ArkLab(張東琳)
感測器外殼設計 - LASS+ Arklab （Yih +？）+ SCOTT(工作就是畫CAD)
零件包 - ICSHOP（負責人黃文辭）
後端系統 - Arklab + LASS（Wayne）+ SCOTT(沒實做過,但很有心學)
感測器要感測的實驗想法 - LASS（LJ）
實現感測實驗的飛行計劃 - Arklab （SCOTT + ?）
感測值後分析 - LASS（Wayne +?）
推廣計畫 - MakerPRO （Owen）
學術端、政府補助 - 中原大學 (Po Ting Lin)

Po Ting, 感謝！請聯繫哈爸，謝謝！ok. 下次見面可以討論一下.
臉書私訊我先？麻煩

時程

OK 規格討論 - 一個星期 ( 2015/11/26 )
- 將簡單的問題清除，[TBD1] 的部分
- 討論出明顯可以有共識的大規格
- 麻煩的規格留給後面繼續研究
規格設計 - 一個月 (2015/12/18)
- 大規格確認
  - [ TBD2 ] 感測目的與方法
  - [ TBD2 ] 飛行任務規劃
  - [ TBD2 ] 飛行與感測兩系統介接與機構
- 實驗設計想法確認
- Maker 錯誤嘗試 - 完成多次摸底飛行
  - 帶目前 Field try 的設備上去直接感測，觀察目前可能的系統問題，針對無人機與LASS 之間的安裝介面，操作使用，提出改善的建議

移動感測驗證 - 一個月(2016/1/15)
- 整體功能性驗證
- 飛行計劃確認

公佈前整體驗證 - 一個月(2016/2/15)
- 感測器外殼確認
- 雛形確認
- 零件包確認

社群召集零星的實驗 - 兩個月(2116/4/中)
- 大規模社群活動
活動
- 前幾天的活動準備
- 當天活動

技術建議

LASS 建議部分能有 GPRS 功能，這樣能夠做即時的感測值監測
LASS 建議能上氣壓感測器，會對高度資訊有另外的 feedback

技術規格提問

給無人機相關提問？

高度的掌握精度？比方說飛 50 公尺高，誤差會有多少
規劃去哪裡相關?
- 有什麼好玩的東西要觀測？
- 由各縣市自行尋找標的。執行前請在 hackpad 提出想法
是否很多種無人機？
- 無人機品牌很多種，目前大疆DJI或是DIY比較多人有
- 我們不限制無人機種類，能執行任務的就可以，只能執行部分任務的也可以，開心就好
目前 LASS 各部分目前重量
笑笑+MingWei 負責

-LASS 部位
+量測重量
-LinkItONE 主板，不含天線
+.6g
-Wifi/BT 天線
+.8g
-GPRS 天線
+SMS天線約1.8g
-GPS 天線
+.2g
-內附電池
+.3g
-G3 感測器含附近線材
+.7g
-溫濕度感測器含接線
+.4g
-小記
+.8g

還需要尺寸相關資訊
linklt one的長寬高嗎？MT3332 GPS的尺寸

[TBD1] 目前任何暫時用殼的重量
Yih 負責
任何暫時的殼量測重量

雷切3mm壓克力 188g

[TBD1] LASS 重量建議？與限制？

給 LASS 供電 - 5V
- 建議是共電，飛控板不要用電變的BEC供電,額外用一顆BCE供穩定5V給飛控,LASS也是共電,但需使用可調電壓的自動昇降壓供電,確保在大電流飛行時LASS的穩定。
- 無人機能給 LASS 的電壓？
給LASS 相關提問？
放上無人機的感測器會受到什麼影響？
- 風速可能會影響感測器值
- 如果有 UV 感測，可能要注意採光
- 避免螺旋槳氣流造成之影響

LASS 感測特性

飛天計畫中的感測器應該是盡可能連續感測，所有的 delay 應該會去掉
最後就是 sensor 感測需要的時間。有些sensor 需要比較久的時間感測，加起來就是每次感測所需要的時間，估計會在一分鐘以內。須確認多久會有一筆感測值，誤差不得超過五秒

規格：五秒一筆

如何在上UAV前進行G3數值準確認校正?

1.在中央氣像局的量測站待一天，做數值mapping?

2.商借知名品牌手持式儀器進行G3數值校正,ex Dylos DC1100 pro?

PM2.5 感測器 (請問量測單位=?, micro-gram/meter^3 ?)

無人機的特性

各種無人機特性不同，要計畫適合的飛行感測計畫

PARROT BEBOP

採用WIFI時，在沒有專屬遙控器下100公尺內比較恰當。
用計畫飛行沒有距離限制，但是速度影響飛行時間，建議在八分鐘返航

計畫距離：速度*時間？

可透過GPS自動導航設定固定的軌跡

方案一：

R=50M圓高度=15M
R=50M圓高度=30M
R=50M圓高度=50M
R=50M圓高度=80M
R=50M圓高度=100M

建議每次的高度差異保持一致，降低分析資料的困難度，比方說每次都 20 M

LASS 如何架在各種無人機上？

LASS 外殼可以設計類似安裝在雲台上的東西，希望可以方便安裝，針對沒有雲台的無人機，LASS 外殼會設計容易綁上的機構。就用綁的

第一次摸底飛行

經由快速的第一次飛行，找出相關的問題需要解決，所以儘快起飛就好

目前有興趣的人：林東成，張東琳，傅孝暘
時間：？
LASS 負責人：？
無人機負責人：東琳

設備說明：
PARROT BEBOP 手機遙控，最遠安全距離100M。飛航時間：15分鐘。----林東成。

飛行計劃：
1. 原地相同的圓圈繞五次，高度與圓圈大小自選

摸底飛行目前遇到的問題

摸底飛行目的就是找出目前遇到的問題點，讓大家能提前做相關的準備與解決。所以麻煩提出目前遇到的問題

社群參與支援相關

所有參與的夥伴，會加入一討論串，所有夥伴可以自行加入其他夥伴，新加入夥伴可自行聯繫任一其他夥伴尋求加入，也可私訊哈爸或東琳

飛友與 LASS 夥伴的串連

飛行也很複雜，LASS 也有相關的東西要學。我們希望用大家合作的方式，降低執行的難度，所以希望是一個飛友配合一個 LASS 夥伴。一起執行任務，這樣比較有趣，也跨領域交個朋友

目前時間未知，形式未知，以下純粹意願表達，目前沒有條件
限制，歡迎大家表達。

意願指的是，當時間許可時，願意互相配合，一起去執行飛行感測任務。如果飛友也能自己也有 LASS 設備，兩格填一樣就好

填寫說明：
縣市：僅供配對上參考，沒有特別意義
無人機代號：A_xxx, 自行+1填入，請勿重複，每一台飛機給一個代號
LASS Device ID: 為設定到系統之 device id, 請使用與目前 Field try 的相同代號，不用改來改去
組別代號：G_xxx, 任何兩個人就可以取一組。只要這兩個人就是同一個組別代號，不管更換飛機或是LASS

有點複雜，看不懂就隨便填，再來修正

LASS Device ID 建議用原來 Field try 的代號。
如果 LASS Device 是新的，可以取 LASS-ARK_xxx, xxx 為一碼以上的數字。舉例：LASS-ARK_001.

縣市(僅供配對參考)	組別代號	無人機代號	飛友暱稱	飛友聯繫方式，臉書為佳	LASS Device ID	LASS夥伴暱稱	LASS夥伴聯繫方式，臉書為佳
臺北市	G_2	A_4	hj	Hwai-Jung Wesley Hsu		LJ,Yih,James
新北市	G_6	A_6	cctsao1008	chiacheng.tsao
桃園市		A_1	東琳			joe lai
臺中市
臺南市(中西區)	G_4		AJ	aj7267915		AJ	aj7267915
臺南市(新營區)	G_4		AJ	aj7267915		AJ	aj7267915
高雄市
新竹縣
苗栗縣
彰化縣
南投縣
雲林縣		A_2	東琳			MINGWEI	MINGWEI CHENG
嘉義市						MINGWEI	MINGWEI CHENG
嘉義縣	G_1	A_3	東成			東成
屏東縣
宜蘭縣
花蓮縣
臺東縣
澎湖縣
基隆市
新竹市	G_3	A_1	東琳		FT1_007	哈爸	wuulong.hsu
臺南市(關廟區)	G_5	A_5	史考特	Chen Scott	ArduSS_001

試飛紀錄

由於每次試飛的感測資料LASS 團隊都需要分析，所以我們要知道以下資訊，請每次試飛時，填寫一下，麻煩！

試飛請於飛前填一下計畫，飛後填一下紀錄

飛天計畫-試飛紀錄表

飛行紀錄代號

預計時間

LASS DeviceID

起飛時間

降落時間

飛友

LASS夥伴

飛行任務執行注意事項

有趣的飛行任務設計

研究雜記

快問快答

Q1 : 飛友現階段如何快速開始?

目前在試飛階段，如果飛友想早點加入，我們可以找 LASS 當地夥伴和飛友配合，一同出任務，當飛友熟悉如何使用時，如果 LASS 夥伴同意，可以將感測器借給飛友，飛友就可以自行出任務。如果飛友想要多參與 LASS, 我們有零件包可以購買，線上也有安裝說明與臉書討論串支援，協助上手。

提醒目前的零件包為LASS Field Try #1, 雖然是 PM2.5, 但由於可能被氣流干擾，所以感測值可能不會正確，飛友帶現有的零件包出任務，能協助我們早日知道現有問題，但對於正確量測可能幫助不大。

相關訊息請參考：

LASS Field Try #1 - 大家一起來

參考

遠端自動化水質監控無人機系統
2014年各縣市PM2.5平均濃度 [micro-gram/meter^3]
(from 行政院環境保護署- 空氣品質監測網)
基隆 19.7 嘉義 30.3 台北 18.7 台南 29.3 新北 22.0 高雄 30.1 桃園 24.0
屏東 24.5 新竹 21.7 宜蘭 16.2 苗栗 25.0 花蓮 11.8 台中 28.1 台東 10.7
彰化 30.1 澎湖 16.2 南投 32.5 金門 32.2 雲林 30.8 馬祖 25.7
WHO 世界衛生組織的安全規範 = 10 micro-gram/meter^3
台大機械詹魁元教授 - 對於高速公路污染影響周遭居住環境的分析方法 (Po Ting Lin 負責)

任何暫時的殼	量測重量
雷切3mm壓克力	188g