Projekt Cockpit-Anwendung zur Ryze RoboMaster Tello Talent (TT) Drohne – Teil 1: Vorstellung der Drohne

Mit der RoboMaster Tello Talent (TT) [1] hat Ryze eine kleine Drohne für den Bildungsbereich im Angebot, mit welcher Kindern spielerisch die Programmierung nähergebracht werden soll. Die Drohne wird in Kooperation mit dem Drohnenspezialist DJI produziert. Die Bedienung der Drohne kann aber auch einfach über die in den jeweiligen App-Stores zur Verfügung gestellte App [2] genutzt werden.

Die RoboMaster TT hatte ich mir im vergangenen Jahr (2022) angeschafft, um einerseits ein wenig damit zu fliegen und anderseits als kleine Programmierprojektplattform. Mit diesem Beitrag starte ich eine lose Artikelserie, die sich um verschiedene Aspekte und Themen rund um die kleinen Programmierprojekte zur Drohne drehen. Eine Übersicht aller bisherigen Beiträge dieser Serie ist am Ende dieses Beitrags beigefügt. Zu Beginn möchte ich die RoboMaster TT vorstellen und einige Hinweise geben

Bevor ich mich meinem Projekt zuwende, soll zunächst ein kleiner Überblick zur RoboMaster TT gegeben werden. Neben den technischen Daten werden knapp die bestehenden Entwicklungsmöglichkeiten vorgestellt.

Technische Daten und Lieferumfang

Die Drohne ist mit 98 x 92,5 x 41 mm klein und die Propellerblätter haben eine Länge von 3 Zoll (76,2 mm). Das Startgewicht beträgt einschließlich der vier Propellerblätter, dem Propellerschutz und dem Akku ca. 87 g. Verbaut sind ein Infrarot-Höhenmesser, ein Barometer, ein LED-Indikator, abwärts gerichteter Sichtsensor und eine Kamera mit HD 570P-Bildübertragung. Die Kommunikation erfolgt über Wi-Fi [1].

Die maximale Flugdistanz beträgt ca. 100 m bei einer Maximalgeschwindigkeit von 8 m/s (oder 28,8 km/h) und einer maximalen Flughöhe von 30 m. Der Akku reicht im vollgeladenen Zustand für ca. 8 bis 9 Minuten (laut Handbuch 13 Minuten bei konstanter Fluggeschwindigkeit von 4,17 m/s bzw. 15 km/h [3]) Flugzeit. Der Akku ist herausnehmbar [1].

Die Kamera bietet 5 Megapixel und ein Sichtfeld von 82,6 Grad, hat eine elektronische Bildstabilisierung und überträgt Videodaten mit einer HD720P30-Auflösung. Die Kamera stellt die Bild- und Videodaten als JPG bzw. MP4 zur Verfügung [1].

Im Lieferumfang sind neben der Drohne ein Punkt-Matrix-Anzeigemodul (Dot-Matrix-Anzeige), ein Akku, ein USB-Kabel zum Aufladen des Akkus, zwei Ersatzpropeller, vier Landepads aus Pappe (zum Üben) und die Anleitung. Ausgewiesen wird zwar noch eine Erweiterungsplatine (sogenannter Open-Source Controller). Das Handbuch ist auch als PDF im Downloadbereich [4] bereitgestellt.

Über die mitgelieferten Erweiterungssets (Punkt-Matrix-Anzeige und der auf ein ESP32-D2WD aufbauende Open-Source-Controller) können ein Abstandsmesser (sogenanntes TOF, maximale Messentfernung laut Handbuch 1,2 m innen mit weißer Wand, über die Punkt-Matrix-Anzeige [3]) mit 8x8 LED Matrix mit roten und blauen LEDs über die Punkt-Matrix-Anzeige oder weitere Sensoren über den Open-Source-Controller nachgerüstet werden. Ein GPS-Sensor ist nicht out-of-the-box verbaut, sodass eine Positionsbestimmung höchstens ungenau über das Wi-Fi-Signal möglich ist.

Möglichkeiten zur Entwicklung eigener Anwendungen zur Steuerung der RoboMaster TT

Die Entwicklung eigener Anwendungen zur Kommunikation mit der Drohne kann auf verschiedenen Wegen stattfinden. Für erste Schritte steht mit der Tello EDU APP [5] zur Verfügung, die mittels vorgefertigter Bausteine das Erzeugen von einfachen Programmen ermöglicht. Alternativ kann über das DJI Education Hub eine cloudbasierte Plattform zur Entwicklung genutzt werden [6], welches auf Mind+ [7] aufbaut.

Für die lokale Entwicklung stehen einige Alternativen zur Verfügung. Dazu gehört eine lokale Installation von Mind+ (Download via [7] oder [4]) sowie die für die Arduino IDE bereitgestellte Open-Source-Bibliothek RMTT_LIBS [8]. Für andere Programmiersprachen (z. B. in C, C++ oder Python) stellt DJI ein SDK für die lokale Installation und Nutzung in Microsoft Visual Studio bereit [4]. Alternativ zur Installation des SDK kann für Python auch das Package robomaster [9] installiert werden.

Im über den Downloadbereich [4] von DJI als PDF bereitgestellten SDK 3.0 Benutzerleitfaden (SDK 3.0 User Guide) wird zudem die Möglichkeit zur Kommunikation mit der RoboMaster TT mittels UDP-Protokoll via Wi-Fi beschrieben.

Ein Entwickler-Leitfaden stellt DJI über ReadTheDocs.io [10] zur Verfügung und wird in Chinesisch und Englisch zur Verfügung gestellt. Der Leitfaden umfasst auch die Einrichtung der Entwicklungsumgebung sowohl für Windows als auch für Ubuntu Linux.

Hinweise zur Verfügbarkeit

Zunächst einige allgemeine Hinweise abseits des Projektes. Wie oben erwähnt, hatte ich die RoboMaster TT im vergangenen Jahr angeschafft. Die Bestellung hatte ich im Mai 2022 direkt im Online-Shop von DJI ausgelöst, die Lieferung der Drohne (zzgl. eines weiteren Akkus und einer Akku-Ladestation) erfolgte jedoch aufgrund der Lieferengpässe erst im November 2022. Wie die derzeitige Situation bzgl. der Verfügbarkeit ist, kann ich nicht einschätzen.

Mittlerweile scheint die RoboMaster TT aber auch nicht mehr im Angebot zu sein (Stand 14. April 2023). Im DJI Online-Shop wird ausschließlich noch Zubehör für die RoboMaster TT angeboten. Eine Alternative stellt die Ryze Tello oder Ryze Tello EDU dar.

Hinweise zum Rechtlichen

Seit 2021 gilt die Durchführungsverordnung (EU) 2019/947 der Kommission vom 24. Mai 2019 über Vorschriften und Verfahren für den Betrieb der unbemannten Luftfahrt (worunter auch Drohnen fallen). Damit sind einige rechtliche Regelungen zu beachten. Die RoboMaster TT verfügt über eine Kamera, die dazu geeignet ist personenbezogene Daten zu erfassen (Filmaufnahmen). Damit wäre die Nutzung grundsätzlich registrierungspflichtig, wenn diese nicht als Spielzeug gemäß Spielzeugrichtlinie gilt [11]. Ob die RoboMaster TT als Spielzeug gemäß Spielzeugrichtlinie gilt, vermag ich als Laie nicht einzuschätzen. Dies sollte vor der Inbetriebnahme und vor allem vor der Nutzung im öffentlichen Raum (alles außerhalb der eigenen vier Wände bzw. des eigenen Grundstücks) geprüft werden! Für bestimmte Drohnen muss neben der Registrierung zusätzlich noch ein „Drohnenführerschein“ (sogenannter EU-Kompetenznachweis für Fernpiloten) erlangt werden. Für welche Drohnen dies zutrifft kann auf der Webseite des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr [11] eingesehen werden. Eine weitere Übersicht mit FAQ bietet der ADAC [12].

Zusätzlich der möglichen Registrierungspflicht und dem eventuell erforderlichen „Drohnenführerschein“ ist das Bestehen einer Haftpflichtversicherung für Drohnen unabhängig von der privaten oder gewerblichen Nutzung verpflichtend. Hier sollte die eigene Haftpflichtversicherung geprüft werden, ob diese Drohnen miteinschließen, da dies laut ADAC bei Bestandsversicherungen nicht zwingend gegeben sein muss [12].

Der Datenschutz tangiert das Thema Drohnennutzung nicht nur aufgrund der Möglichkeit zur Aufnahme von Personen über die verbaute Kamera, sondern ist auch hinsichtlich der Apps nicht unerheblich. Grundsätzlich sollte die Nutzung von Apps und cloudbasierten Angeboten mit einem gesunden Misstrauen erfolgen. Dies trifft so auch die zur Verfügung stehenden Angebote zur Nutzung und Programmierung der Drohne. Inwiefern persönliche Daten übertragen werden, habe ich nicht näher geprüft (mögliche Quellen wären die datenschutzrechtlichen Bestimmungen der jeweiligen Angebote und das Mitschneiden des Datenverkehrs bei Nutzung der Apps und der Drohne z. B. über Wireshark [13]). Berichte aus 2016 [14] und 2020 [15] geben zumindest einen Hinweis darauf, dass es hier ggf. Probleme geben könnte. Die Erhöhung des eigenen Datenschutzes wäre aber ein weiteres Argument neben der eigenen Motivation, um eine eigene Anwendung zur Steuerung der Drohne zu entwickeln. ;-)

Ausblick

Die Basis für das RoboMaster TT Cockpit steht. Somit kann in den nächsten Schritten damit begonnen werden, die Verbindung zur Drohne über die Software aufzubauen, das Videoeingangssignal (sowie alle weiteren Signale) zu verarbeiten und dazustellen sowie Steuerungssignale für den Flug zu senden.

Links und Quellen

[1] Produktbeschreibung zur Ryze RoboMaster TT auf der Webseite von DJI, SZ DJI Technology Co., Ltd., https://www.dji.com/de/robomaster-tt (Zugriff am 14. April 2023).

[2] Tello App zur Bedienung der RoboMaster TT Drohne, SZ DJI Technology Co., Ltd., https://www.dji.com/de/downloads/djiapp/tello (Zugriff am 14. April 2023).

[3] Benutzerhandbuch zur Ryze RoboMaster Tello Talent (TT) Drone, Version 1.0, SZ DJI Technology Co., Ltd., August 2021.

[4] RoboMaster TT Downloads, SZ DJI Technology Co., Ltd., https://www.dji.com/de/robomaster-tt/downloads (Zugriff am 14. April 2023).

[5] Tello EDU APP, SZ DJI Technology Co., Ltd., https://www.dji.com/de/downloads/djiapp/tello-edu (Zugriff am 14. April 2023).

[6] DJI Education Hub, SZ DJI Technology Co., Ltd., https://edu.dji.com/hub/ (Zugriff am 14. April 2023).

[7] Mind+ Webseite, DFRobot, https://mindplus.cc (Zugriff 14. April 2023).

[8] RMTT Bibliothek GitHub-Repository, DJI RoboMaster Product Development Team, https://github.com/RoboMaster/RMTT_Libs (Zugriff am 14. April 2023).

[9] RoboMaster SDK Python Package Projektseite, DJI RoboMaster Product Development Team, https://pypi.org/project/robomaster/ (Zugriff am 14. April 2023).

[10] RoboMaster Developer Guide (in englischer Sprache), DJI RoboMaster Product Development Team, https://robomaster-dev.readthedocs.io/en/latest/introduction.html (Zugriff am 14. April 2023).

[11] EU-Regelungen für Drohnen, Bundesministerium für Digitales und Verkehr, 20. November 2021, https://bmdv.bund.de/SharedDocs/DE/Artikel/LF/drohnen.html (Zugriff am 14. April 2023).

[12] Drohnen: Diese neuen Regeln gelten, Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC), 14. September 2022, https://www.adac.de/news/drohnen-faq/ (Zugriff am 14. April 2023).

[13] Wireshark Webseite zur Software, Wireshark Foundation, https://www.wireshark.org/ (Zugriff am 14. April 2023).

[14] Chinas Regierung bekommt Zugriff auf unsere Drohnen-Bilder von Hendrik Ankenbrand, Frankfurter Allgemeine Zeitung (F.A.Z.) Online, 21. April 2016, https://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/agenda/china-bekommt-zugriff-auf-daten-bilder-von-dji-drohnen-kunden-14190615.html (Zugriff am 14. April 2023).

[15] USA setzen Drohnen-Pionier DJI auf die schwarze Liste, Welt Online von Thomas Heuzeroth und Benedikt Fuest, 21. Dezember 2020, https://www.welt.de/wirtschaft/article222990196/Groesster-Drohnenhersteller-der-Welt-USA-setzen-DJI-auf-schwarze-Liste.html (Zugriff am 14. April 2023).