JT-Zero Runtime

Автономна система візуальної навігації для дронів на базі Raspberry Pi Zero 2 W.

Навіщо це?

Дрони не можуть стабільно літати у приміщеннях без GPS. JT-Zero вирішує цю проблему: камера Pi аналізує переміщення поверхні і передає позицію на польотний контролер через MAVLink. Дрон літає стабільно навіть без GPS, використовуючи лише камеру за $15.

Що входить

• C++ ядро — обробка відео та сенсорів в реальному часі (8 потоків)
• Python сервер — FastAPI бекенд з WebSocket стрімінгом
• React Dashboard — 7-вкладковий моніторинг у браузері
• MAVLink — повна двостороння інтеграція з ArduPilot
• Multi-Camera — CSI (Visual Odometry) + USB Thermal (сканування)

Архітектура

┌─────────────────┐      ┌──────────────────┐      ┌────────────────┐
│   CSI Camera    │─────>│  C++ Core        │─────>│  Flight        │
│   (IMX219/      │ MIPI │  - Feature Det.  │ UART │  Controller    │
│    IMX290/...)  │      │  - Visual Odom.  │      │  (ArduPilot)   │
└─────────────────┘      │  - MAVLink TX/RX │      └────────────────┘
                         └────────┬─────────┘
┌─────────────────┐              │ pybind11
│  USB Thermal    │──────>┌──────┴──────────┐
│  (Caddx 256)    │ V4L2  │  FastAPI Backend │
└─────────────────┘       │  - WebSocket     │
                          │  - REST API      │
                          └────────┬─────────┘
                                   │ HTTP/WS
                          ┌────────┴─────────┐
                          │  React Dashboard  │
                          │  (браузер)        │
                          └──────────────────┘

Підтримувані камери (CSI)

Сенсор	Камера	Роздільність	FOV
OV5647	Pi Camera v1	5MP	62°
IMX219	Pi Camera v2	8MP	62°
IMX477	Pi HQ Camera	12.3MP	lens
IMX708	Pi Camera v3	12MP	66°
OV9281	Global Shutter	1MP	80°
IMX296	Pi GS Camera	1.6MP	49°
OV64A40	Arducam 64MP	64MP	84°
IMX290	STARVIS (low-light)	2MP	82°
будь-який	GENERIC fallback	auto	auto

Швидкий старт

# Клонувати (Claude версія — IMU-VO fusion + cyberpunk HUD)
git clone https://github.com/iigar/JT_Zero_Core_Claude.git ~/jt-zero
cd ~/jt-zero

# Встановити (deps, UART, build, systemd)
chmod +x setup.sh && ./setup.sh

# Оновити
git pull && ./update.sh

Frontend білдиться автоматично через GitHub Actions. На Pi Node.js/npm не потрібен.

Встановлення без GitHub

# Завантажте ZIP на будь-який комп'ютер
# https://github.com/iigar/JT_Zero_Core_Claude/archive/refs/heads/main.zip

# Скопіюйте на Pi
scp JT_Zero_Core_Claude-main.zip pi@jtzero.local:~/
ssh pi@jtzero.local
unzip JT_Zero_Core_Claude-main.zip && mv JT_Zero_Core_Claude-main jt-zero
cd jt-zero && chmod +x setup.sh && ./setup.sh

Документація

Файл	Опис
ABOUT_PROJECT.md	Детальний опис проєкту
CLAUDE.md	Технічна довідка (для розробників та AI)
commands_reminder.md	Шпаргалка команд
jt-zero/SYSTEM.md	Алгоритм VO, платформи, режими
jt-zero/DEPLOYMENT.md	Встановлення на Pi
jt-zero/COMMANDS.md	API, діагностика
jt-zero/FC_CONNECTION.md	Підключення до польотного контролера
jt-zero/LONG_RANGE_FLIGHT.md	Гайд автономного польоту на 5км

Стек технологій

Компонент	Технологія
Ядро	C++17, lock-free, real-time (8 threads)
Зв'язка C++/Python	pybind11
Backend	FastAPI, WebSocket, uvicorn
Frontend	React 19, Recharts, Tailwind CSS
Протокол	MAVLink v2 (CRC-validated)
CI/CD	GitHub Actions (auto-build frontend)
Платформа	Raspberry Pi Zero 2W / Pi 4 / Pi 5

Стан IMU-VO fusion

Компонент	Що реалізовано
Attitude	Complementary filter α=0.98 (roll/pitch), gyro bias estimate (yaw)
Kalman	IMU prediction step (kf_v += a·dt) + VO measurement update
LK Tracking	IMU pre-integration hints: seeds initial flow from inter-frame rotation
Uncertainty	sqrt(pose_var_x + pose_var_y) з KF covariance (не ad-hoc)
Bias	On-ground (!armed) + hover gyro_z bias EMA estimation

Статус

• VO працює на реальному залізі (Pi Zero 2W + IMX290/IMX219)
• MAVLink підключений до ArduPilot (Matek H743)
• EKF3 ExternalNav підтверджено
• 15 fps VO, 25Hz MAVLink, 0 CRC помилок
• Повний IMU-VO fusion pipeline активний (6 покращень 2026-04-03)