Smalltim OSD and autopilot (часть 2)
Спросите любого штурмана как вернуться в расчётную точку при помощи курса, скорости, высоты и математики
У нас не штурман на борту, а несколько кусков кремния. 😃
Как летать без GPS я знаю, знаю так-же как устроены ИНС на балистических ракетах до GPS ной эпохи.
Мы про данный проект говорим. Так вот без установленного GPS, вернуться на базу из произвольного ( и даже простейшего) полета невозможно. Просто после пары кругов нам элементарно не хватит точности.
Вернуться при потере спутников не прям уж точно на базу, но близко - можно.
Это несколько другое - аварийная ситуация временной потери спутников. Если до потери курс и расстояние известно, АП в принципе может развернуть и довести модель до базы - плюс/минус лапоть (если ты добавишь соотв код в прошивку, хоть это и баловство), но если после потери спутников, пилот позволит себе несколько минут покружить, задача возврата в общем случае становится нерешаемой.
Возврат на базу без GPS рассматривается только для случая потери спутников и RC управления. Я не собираюсь летать по экстраполированному курсу при наличии GPS, но в случае пропажи спутников и RC управления, я предпочитаю, чтобы АП довёл до базы “плюс/минус лапоть”, нежели он плюхнется по спирали невесть где. Даже если он приведёт самолёт на базу “плюс/минус лапоть” шансы появления RC связи увеличиваются многократно, а значит и возобновления управляемого полёта.
Кстати лог пишется с частотой 1 сек. Для простейшего расчёта возврата на базу надо только расстояние до базы. Курс на базу даст ИМУ, скорость - целевая скорость по бародатчику, контроль высоты - баровысота.
И в этом и был смысл сравнительных облётов самолёта с участием данных GPS и без них. Облёт показал, что ИМУ с бародатчиками успешно выполнили автовозврат. Для этого на экран были выведены и все данные для сравнения. В случае пропажи спутников и РУ АП среагирует быстро. за 1 - 2 сек расстояние до базы практически останется прежним. Нам не нужна точность балистической ракеты. Нам нужен просто возврат самолёта в зону визуальной видимости в районе точки старта. А если у Тимофея точность получиться выше, то будет вообще прекрасно. Я уверен, что он с этим справится и готов испытать его разработку, так как я попадал в эту ситуацию и было обидно и горько наблюдать за падением по спирали в сущности исправного самолёта.
Курс на базу даст ИМУ, скорость - целевая скорость по бародатчику
Она относительно воздуха. Относительно земли скорость останется неизвестной.
И в этом и был смысл сравнительных облётов самолёта с участием данных GPS и без них. Облёт показал, что ИМУ с бародатчиками успешно выполнили автовозврат.
Геннадий, Вы физически отключали GPS во втором случае?
Вы пишите так, как будто АП не использовал GPS для автовозрата во втором случае. Уверяю Вас, Вы ошибаетесь. Расстояние и направление куда лететть во всех случаях вычисляется по данным GPS и без них автовозрат в данной конкретной прошивке не заложен (он даже пытаться не будет). Разница между режимами только в том, что в первом случае текущий курс береться из показаний GPS, а во втором (там где Вы ошибочно пишете “полет без GPS”) из показаний магнитного компаса.
Изначально мои возражения связаны только с этим, что-бы Ваши слова не вводили в заблуждение читателей и что-б все понимали: данная версия АП не может выполнить автовозврат (а также ПКТ) при отсутствии данных GPS.
Нам не нужна точность балистической ракеты. Нам нужен просто возврат самолёта в зону визуальной видимости в районе точки старта. А если у Тимофея точность получиться выше, то будет вообще прекрасно. Я уверен, что он с этим справится и готов испытать его разработку,
Геннадий, я хорошо знаком с железом на котором построен данный и большинство модельных АП. И берусь утверждать, что задача навигации без GPS на нем В ОБЩЕМ СЛУЧАЕ НЕРАЗРЕШИМА, а потому и ставить ее бессмысленно. Если хотите, могу углубиться в математику, ТТХ MEMS и доказать Вам это в цифрах.
Поддерживать последний найденный курс при временной потере спутников, это совсем не то, что отыскать его обратным интергрированием лога, даже если писать последний с максимальной частотой 5 раз в сек.
Александр, речь,конечно, идет об аварийной ситуации - потере спутников ГПС. Пропали - чешем домой по курсу от компаса и последним известным данным от ГПС, делая поправку на ветер. Координаты базы известны, координаты самика до потери спутников известны, считаем нужное время при нужной воздушной скорости, считаем, куда должен смотреть нос с поправкой на ветер, разворачиваемся и чешем.
Александр, речь,конечно, идет об аварийной ситуации…
Тимофей, мы то с тобой прекрасно знаем как оно работает, что может сейчас и чего не может в принципе. 😃 Я “прицепился” лишь к явному непонимаю принципов работы автовозврата в rcopen.com/forum/f90/topic205896/5029 и что-бы пост Геннадия не вводил остальных в заблуждение, затеял этот спор.
PS: Обрати внимание на уже не первый пост о существенном расхождение курса GPS и компаса и о сбоях в работе компаса, например: rcopen.com/forum/f90/topic205896/5028
Александр, я не сомневаюсь в Вашей высокой компетентности. Я повторяю, что этот вариант для случая, когда нет ни GPS, ни РУ. Я тоже не с печки свалился и прекрасно понимаю что к чему. Меня, да, я думаю, и всех пользователей АП Smalltim, вполне устроит возврат самолёта в пиковой ситуации в направлении базы, что даст возможность восстановления РУ или посадку в пределах видимости модели. Старый алгоритм спасения самолёта был расчитан на пиродатчики и с появлением ИМУ устарел. Чем заниматься критикой лучше бы проявили креативность в решении этой проблемы.
Я тоже не с печки свалился и прекрасно понимаю что к чему.
Геннадий, Вы по прежнему настаиваете, что Ваше утверждение:
В настройках стабилизации и автовозврата присутствовали только данные ИМУ и бародатчиков (без любых параметров GPS). Оба варианта отработали практически одинаково. Мне показалось, что 2 вариант автовозврата (по ИМУ, без GPS) работал более аккуратнее.
истинно и АП вернул модель на базу не используя данных GPS? И что если бы Вы физически выключили GPS, возврат состоялся бы?
Старый алгоритм спасения самолёта был расчитан на пиродатчики и с появлением ИМУ устарел. Чем заниматься критикой лучше бы проявили креативность в решении этой проблемы.
Иногда креативность состоит в том, что-бы указать пределы применимости той или системы, а не биться головой об стену, пытаясь реализовать нереализуемое. 😃
Расскажите нам, Геннадий, откуда АП узнает какой курс ведет к базе, если у него нет текущих координат?
ИМХО даже если и вводить эту фичу, то только с правом выбора за пилотом при настройке варианта поведения модели.
Обоснование.
При старом алгоритме (точнее при текущем алгоритме) есть последние координаты, и модель будет лежать в радиусе 100-200 метров от этой точки.
Если пилот потащит модель на базу, при потере спутников, в отсутствие р/связи (как наивысший приоритет), то она гарантированно промахнется и чем сильнее будет снос, тем больше будет промах.
А учитывая то, что тащить будет исходя из вычисления направления по магнитному компасу + вираж в непонятную сторону, то падение модели будет “где-то там”, упаси нас всех от такой напасти.
Но, прежде чем вводить подобное, треба проанализировать, на сколько часто такие ситуации возникают. И имеет ли сия “хотелка” приоритет перед более насущными.
Уважаемый Александр, ответы на Ваши вопросы смотрите в моих предыдущих постах. Я не собираюсь заниматься перепалками на форуме. Вы просто не хотите понять проблему и принять участие в её решении. С меня достаточно, что меня понял Тимофей, так как реализовать идею может только он.
даже если и вводить эту фичу, то только с правом выбора за пилотом при настройке варианта поведения модели
Согласен полностью.
Я уже раз терял самолёт при пропаже GPS и РУ. Больше не хочу. Если бы на моём самолёте АП не встал бы в круг, выключив двигатель, а пошёл бы, пусть даже с неточным курсом, но в направлении базы, я на 100% уверен, что РУ бы восстановилось и я вернул бы далее самолёт в режиме стабилизации или в полностью ручном управлении.
Если пиковая ситуация возникнет над сопками, или над морем, то что толку, что модель будет лежать в радиусе 100-200 метров от этой точки. А многие летают в этих местах или над населёнными пунктами, где падение ( приземление) самолёта может привести к печальным последствиям.
Ответы на Ваши вопросы смотрите в моих предыдущих постах.
вернуть самолёт на базу можно и без участия спутников (без GPS), если Тимофей изменит алгоритм возврата в случае потери спутников и RC управления.
Спросите любого штурмана как вернуться в расчётную точку при помощи курса, скорости, высоты и математики. Не забывайте про лог, в который всё записывется и если вы знакомы с программированием, то всё поймете сами.
Для простейшего расчёта возврата на базу надо только расстояние до базы. Курс на базу даст ИМУ,
Облёт показал, что ИМУ с бародатчиками успешно выполнили автовозврат.
Вы просто не хотите понять проблему и принять участие в её решении.
Какие проблеммы, если у Вас и так есть АП, возвращающий модель без участия GPS? Смело снимайте GPS (к чему лишний вес) и летайте наздоровье! 😃
после двух кругов на автопилоте и отключения последнего, ИМУ вместо востока стало показывать север!
Полетав сегодня, обратил внимание, что компас ИМУ сбивается при сильном боковом скольжении (ветер сбоку, примерно 15км/ч), но легко восстанавливается если помахать крыльями (крен вправо -крен влево) Или это просто совпадение?
потере спутников ГПС. Пропали - чешем домой по курсу от компаса и последним известным данным от ГПС, делая поправку на ветер. Координаты базы известны, координаты самика до потери спутников известны, считаем нужное время при нужной воздушной скорости, считаем, куда должен смотреть нос с поправкой на ветер, разворачиваемся и чешем.
Тим, а какое время проходит от потери спутников до начала возврата по компасу? Ведь, если после потери спутников рули были не в нейтрале, то положение самолета в пространстве может значительно измениться. И как вычислить поправку на ветер без GPS скорости? или предполагается использование данных до пропадания GPS?
Дело в том, что не зная силу и уголь вектора ветра относительно вектора на базу расчет становится невозможным. Если даже не будет разницы в угле, то при попутном ветре может получится перелет, что не плохо для восстановления РУ, а при встречнем недолёт.
Как я понимаю пока никакое, эта функция не реализована, Тим пока ее обдумывает 😃 А в теории - так и полетит, +/- пол-деревни. А там либо РУ восстановится, либо спутники поймаются. В крайнем случае идти искать все равно ближе, чем если он прям там упадет 😃
или предполагается использование данных до пропадания GPS?
По другому и нельзя. Вектор скорости ветра можно просчитать при полете с GPS , накоплением данных.
Оба варианта отработали практически одинаково. Мне показалось, что 2 вариант автовозврата (по ИМУ, без GPS) работал более аккуратнее. Если кто желает может посмотеть видеолинки этих двух вариантов. Вариант с GPS - vimeo.com/44533348 Вариант с ИМУ - X-5 FPV flight-2
Геннадий, спасибо за видео. Прекрасно видно, что вариант с коррекцией центробежных ускорений по воздушной скорости и угловым скоростям отрабатывает намного лучше, чем коррекция по ГПС (о чем и в мануале написано 😉 ), практически идеально. Потому и управлял АП поаккуратнее.
Есть только несколько шероховатостей - на очень резких маневрах АП с ИМУ считают, что Вы накренили модель сильнее, чем оно есть на самом деле, градусов на 10-15, наверное. Но эта ошибка не накапливается и уходит за долю секунды. Возможно, бародатчик скорости показывал чуть завышенную скорость, а , может быть, уже появлялись эффекты скольжения.
В любом случае, это на голову выше, чем коррекция по ГПС.
Возможно, бародатчик скорости показывал чуть завышенную скорость
Пользуясь случаем… Может сделать новую версию бародатчика?
У меня в половине вылетов он показывает давление на Луне, четверть-с ошибкой ±10 км(т.е. с такой-же ценностью), и только процентов 20 случаев-скорость с точностью ±2-3 км/час, на которую хоть как-то можно ориентироваться.
Пользуясь случаем… Может сделать новую версию бародатчика?
Делаем. Цифровой интерфейс, неплохой внешний АЦП, разрешение буквально на 3 порядка выше, чем сейчас.
В защиту текущего бародатчика: то, что в покое он показывает фигню, это понятно. Математика такая, чем выше скорость, чем выше точность.
В полете, удивительно, но у большинства пилотов, учитывая наводки на аналоговый проводок и отсутствие правильной трубки Пито - стоит просто трубочка на входе динамического давления - погрешность гораздо меньше, чем можно предположить. У тебя, наверное, мощный видеопередатчик бьет на провод.
Тим, а какое время проходит от потери спутников до начала возврата по компасу? Ведь, если после потери спутников рули были не в нейтрале, то положение самолета в пространстве может значительно измениться. И как вычислить поправку на ветер без GPS скорости? или предполагается использование данных до пропадания GPS?
Летать автономно совсем без спутников мы не можем и не будем, конечно. Речь идет о том, что делать, если мы на маршруте или в автовозврате, нет РУ, и вдруг потерялись спутники.
Прошивка автопилота версии 1.23.0 от 25 июня 2012.
Значительное количество прибитых жуков и улучшений было сделано с помощью Александра Анашкина, известного как baychi, им же и облетано, за что Александру однозначное два раза ку 😃!
Изменения относительно предыдущей версии:
- Добавлены ненастраиваемы интегральные компоненты в подсистему управления креном и тангажом для более надежного управления в неблагоприятных условиях
- Добавлена настраиваемая добавка руля высоты при поворотах для исключения скольжения, потери высоты и для более резких поворотов
- Оптимизирована (подготовлена к новому алгоритму навигации) математика подсистемы управления креном и тангажом
- Добавлена проверка контрольной суммы настроек автопилота, выдача диагностического сообщения на экран телеметрии при повреждении настроек
- Исправлена запись в лог бароскорости (ранее занижалась в 10 раз)
- Исправлена запись в лог состояния всех входных PPM каналов
- Исправлена запись в лог высоты по GPS, теперь записывается высота относительно точки старта, а не абсолютная высота
- Исправлена запись в лог крена и тангажа, теперь записываются показания с IMU или пирометров в зависимости от настроек АП
- Исправлена запись в лог номера текущей полетной точки
- Исправлена запись в лог идентификатора интервала записи логов
- Полетное время, отображаемое на экране телеметрии, теперь начинает отсчет с момента старта модели, а не с момента подачи питания на АП
- Исправлена ошибка, вызывавшая форсирование газа при удалении от базы раньше установленных в Контрольной Панели X секунд
- Исправлена ошибка, вызывавшее кратковременное (<0.2 сек) включение режимов АП, установленных на промежуточные положения управляющих каналов при переводе тумблеров или крутилок управляющих каналов из крайнего положения в противоположное крайнее положение
- Исправлена ошибка, вызывавшая выбор произвольной полетной точки вместо следующей точки при достижении целевой контрольной точки.
Контрольная Панель версии 5.2.0 от 25 июня 2012:
- Добавлена поддержка отображения курса по компасу и по GPS цифрами рядом со шкалой
- Добавлена поддержка настройки подъема РВ на поворотах
- Исправлено некорректное декодирование номера текущей полетной точки и интервала записи логов из памяти АП
- Убран двойной перевод строки из файла логов
- Добавлен просмотровщик логов
Просмотровщик логов:
- Открываем файл с помощью пункта Файл->Открыть файл главного меню.
- Выбираем нужные сессии автопилота (сопровождены UTC датой, временем и числом записей) в правой верхней части окна.
- Выбираем нужные параметры для отображения в правой нижней части окна.
- По горизонтальной оси отложен номер записи лога. Если интервал лога был равен 1 секунде, то номер записи лога соответствует номеру секунды с момента питания на плату автопилота. Если 0.2 сек, то 5 записей лога = 1 секунде полета, и т.д.
- Масштабировать графики по горизонтали можно колесом мыши, наведя курсор на интересующий фрагмент полета и крутнув колесо мыши
- Вернуться к полному полету можно, прокрутив колесо в обратную сторону
- Сдвигать графики по горизонтальной шкале можно, нажав и потащив графики левой кнопкой мыши, или сдвигая элемент прокрутки под графиком
- По вертикальной оси графики масштабируются автоматически
- Шаги отсчета по горизонтальной и вертикальной оси выбираются автоматически
Принимаю пожелания по расчету и показу графиков высчитываемых из исходных данных лога производных параметров, таких как, например:
- Пройденный путь
- мАч / км пройденного пути (КПД ВМГ и качество модели)
- Метры высоты / Метры пути (аэродинамическое качество)
- Текущие углы в ответ на входные PPM и требуемые углы по крену/тангажу (послеполетный анализ настроек)
- Максимальные скорость, высота, ток и т.д.
И прочее, и прочее. Фантазия у меня богатая, но что из этого надо, а что не надо?
Надеюсь сегодня получится полетать с новой прошивкой.😃 Вопрос… Режим “Двигаться по прямой к целевой высоте” уже можно ставить или рано ещё?
что из этого надо
Пройденный путь, аэродинамическое качество и КПД ВМГ были бы весьма полезны для анализа характеристик модели.
Удаление от базы.