# Оптичний потік(Optical Flow)

_Optical Flow_ uses a downward facing camera and a downward facing distance sensor for velocity estimation.
It can be used to determine speed when navigating without GNSS — in buildings, underground, or in any other GNSS-denied environment.

The video below shows PX4 holding position using the [Ark Flow](../dronecan/ark_flow.md) sensor for velocity estimation in [Position Mode](../flight_modes_mc/position.md):

<lite-youtube videoid="aPQKgUof3Pc" title="ARK Flow with PX4 Optical Flow Position Hold"/>

<!-- ARK Flow with PX4 Optical Flow Position Hold: 20210605 -->

The image below shows an optical flow setup with a separate flow sensor ([PX4Flow](../sensor/px4flow.md)) and distance sensor ([Lidar-Lite](../sensor/lidar_lite.md)):

![Optical flow lidar attached](../../assets/hardware/sensors/optical_flow/flow_lidar_attached.jpg)

## Установка

An Optical Flow setup requires a downward facing camera and a downward facing [distance sensor](../sensor/rangefinders.md) (preferably a LiDAR).
These can be combined in a single product, such as the [ARK Flow](../dronecan/ark_flow.md), [ARK Flow MR](../dronecan/ark_flow_mr.md) and [Holybro H-Flow](https://holybro.com/products/h-flow), or they may be separate sensors.

The sensor(s) can be connected via MAVLink, I2C or any other bus that supports the peripheral.

:::info
If connected to PX4 via MAVLink the Optical Flow camera sensor must publish the [OPTICAL_FLOW_RAD](https://mavlink.io/en/messages/common.html#OPTICAL_FLOW_RAD) message, and the distance sensor must publish the [DISTANCE_SENSOR](https://mavlink.io/en/messages/common.html#DISTANCE_SENSOR) message.
The information is written to the corresponding uORB topics: [DistanceSensor](../msg_docs/DistanceSensor.md) and [ObstacleDistance](../msg_docs/ObstacleDistance.md).
:::

Вихід потоку при руху в різних напрямках повинен бути наступним:

| Рух транспортного засобу | Інтегрований потік |
| ------------------------ | ------------------ |
| Вперед                   | + Y                |
| Назад                    | - Y                |
| Справа                   | - X                |
| Зліва                    | + X                |

:::info
The integrated flow values are **angular measurements** (radians) representing rotation of the image about the sensor's body axes using the right-hand convention.
They are _not_ translational displacements along those axes, which is why forward vehicle movement (along X) appears in the Y flow axis, and rightward movement (along Y) appears in the X flow axis.
Specifically, forward movement causes the ground image to rotate about the Y axis (+ Y), while rightward movement causes a negative rotation about the X axis (- X).
:::

Дані сенсора від пристрою оптичного потоку об'єднуються з іншими джерелами даних швидкості.
The approach used for fusing sensor data and any offsets from the center of the vehicle must be configured in the [estimator](#estimators).

### Scale Factor

For pure rotations the `OPTICAL_FLOW_RAD.integrated_xgyro` and `OPTICAL_FLOW_RAD.integrated_x` (respectively `integrated_ygyro` and `integrated_y`) have to be the same.
If this is not the case, the optical flow scale factor can be adjusted using [SENS_FLOW_SCALE](../advanced_config/parameter_reference.md#SENS_FLOW_SCALE).

:::tip
The low resolution of common optical flow sensors can cause slow oscillations when hovering at a high altitude above ground (> 20m).
Reducing the optical flow scale factor can improve the situation.
:::

## Датчики потоку/Камери

### ARK Flow & ARK Flow MR

[ARK Flow](../dronecan/ark_flow.md) is a [DroneCAN](../dronecan/index.md) optical flow sensor, [distance sensor](../sensor/rangefinders.md), and IMU.
It has a PAW3902 optical flow sensor, Broadcom AFBR-S50LV85D 30 meter distance sensor, and Invensense ICM-42688-P 6-Axis IMU.

[ARK Flow MR](../dronecan/ark_flow_mr.md) is a [DroneCAN](../dronecan/index.md) optical flow sensor, [distance sensor](../sensor/rangefinders.md), and IMU, for mid-range applications.
It has a PixArt PAA3905 optical flow sensor, Broadcom AFBR-S50LX85D 50 meter distance sensor, and Invensense IIM-42653 6-Axis IMU.

### Holybro H-Flow

The [Holybro H-Flow](https://holybro.com/products/h-flow) is a compact [DroneCAN](../dronecan/index.md) optical flow and [distance sensor](../sensor/rangefinders.md) module.
It combines a PixArt PAA3905 optical flow sensor, a Broadcom AFBR-S50LV85D distance sensor, and an InvenSense ICM-42688-P 6-axis IMU.
An all-in-one design that simplifies installation, with an onboard infrared LED enhances visibility in low-light conditions.

### Датчики на основі PMW3901

[PMW3901](../sensor/pmw3901.md) is an optical flow tracking sensor similar to what you would find in a computer mouse, but adapted to work between 80 mm and infinity.
Він використовується в ряді продуктів, включаючи деякі від: Bitcraze, Tindie, Hex, Thone та Alientek.

### Інші Камери/Сенсори

Також можна використовувати дошку/квадрокоптер, яка має вбудовану камеру.
For this the [Optical Flow repo](https://github.com/PX4/PX4-OpticalFlow) can be used (see also [snap_cam](https://github.com/PX4/snap_cam)).

## Далекомір

You can use any supported [distance sensor](../sensor/rangefinders.md).
Проте ми рекомендуємо використовувати LIDAR замість зондів сонар, через їхню надійність та точність.

## Оцінювач

Оцінювачі об'єднують дані з датчика оптичного потоку та інших джерел.
Налаштування для виконання злиття, а також відносні зсуви до центру транспортного засобу повинні бути вказані для використаного оцінювача.

Зміщення обчислюються відносно орієнтації транспортного засобу та центру, як показано нижче:

![Optical Flow offsets](../../assets/hardware/sensors/optical_flow/px4flow_offset.png)

Optical Flow based navigation is enabled by both [EKF2](#ekf2) and LPE (deprecated).

### Extended Kalman Filter (EKF2) {#ekf2}

For optical flow fusion using EKF2, set [EKF2_OF_CTRL](../advanced_config/parameter_reference.md#EKF2_OF_CTRL).

Якщо ваш оптичний датчик потоку зміщений від центру транспортного засобу, ви можете встановити це за допомогою наступних параметрів.

| Параметр                                                                                                                                                          | Опис                                                                                                                                  |
| ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| <a id="EKF2_OF_POS_X"></a>[EKF2_OF_POS_X](../advanced_config/parameter_reference.md#EKF2_OF_POS_X) | Позиція X оптичного потоку фокусної точки в системі тіла (за замовчуванням 0.0 м). |
| <a id="EKF2_OF_POS_Y"></a>[EKF2_OF_POS_Y](../advanced_config/parameter_reference.md#EKF2_OF_POS_Y) | Позиція Y оптичного потоку фокусної точки в системі тіла (за замовчуванням 0.0 м). |
| <a id="EKF2_OF_POS_Z"></a>[EKF2_OF_POS_Z](../advanced_config/parameter_reference.md#EKF2_OF_POS_Z) | Позиція Z оптичного потоку фокусної точки в системі тіла (за замовчуванням 0.0 м). |

See [Using PX4's Navigation Filter (EKF2) > Optical flow](../advanced_config/tuning_the_ecl_ekf.md#optical-flow) for more information.