Телеметрия (часть 1)

Dikoy
smalltim:

Может быть, по показаниям с GPS и бародатчиков можно вычислить направление и скорость ветра и учитывать его. Может быть, стоит поставить магнитный компас на самике.

Вкорость ветра = (воздушная скорость) - (скорость по GPS). И всё.

smalltim

>Вкорость ветра = (воздушная скорость) - (скорость по GPS). И всё.

Успехов.

serj
smalltim:

Да, давать крен в зависимости от разницы курса и направления на базу. Но делать этот крен пропорциональным разнице. Чем меньше разница, тем меньше крен.
Тогда риск проскочить нужный курс минимален, максимальный проскок будет равен угловой скорости по курсу умноженной на секунду - интервал прихода данных с GPS.
Нужно еще заложиться на опоздание прихода с GPS информации по курсу на 2-3 секунды, и экстраполировать курс и необходимый крен на 2-3 секунды вперед. Текущую угловую скорость по курсу можно брать с GPS как разницу между текущим и предыдущим вектором скорости.
Больших сложностей с математикой тут нет.
Главное - сделать алгоритм сходящимся, т.е. при любых внешних воздействиях самик разворачивается носом к базе. С таким вот креном, пропорциональным отклонению в курсе, должно получиться.

Против сильного ветра стратегия такая. Если видим, что курс близок к курсу на базу, скорость по бародатчику нормальная, а скорость по GPS маленькая, то увеличиваем газ.

Если ветер такой сильный, что физически носом самик смотрит на базу, а скорость по GPS направлена в противоположную сторону от базы, то есть, самик летит хвостом вперед относительно земли, “не выгребает” против ветра, то тут надо думать. В таком случае можно креном урулить хрен знает куда.
Если самик против ветра даже на полном газу не выгребает, то до свидания, самик.

Если ветер чуть слабее, то успех возможен. Надо думать. Может быть, по показаниям с GPS и бародатчиков можно вычислить направление и скорость ветра и учитывать его. Может быть, стоит поставить магнитный компас на самике.

2 тимофей:
можно попробовать просто пропорционально курсу, но только оочень медленно придется разворачиваться 😃
и коэффициент желетельно разный сделать в завис от скорости ветра на текущем курсе…

lodeworx
smalltim:

Да, давать крен в зависимости от разницы курса и направления на базу. Но делать этот крен пропорциональным разнице. Чем меньше разница, тем меньше крен.
Тогда риск проскочить нужный курс минимален, максимальный проскок будет равен угловой скорости по курсу умноженной на секунду - интервал прихода данных с GPS.
Нужно еще заложиться на опоздание прихода с GPS информации по курсу на 2-3 секунды, и экстраполировать курс и необходимый крен на 2-3 секунды вперед. Текущую угловую скорость по курсу можно брать с GPS как разницу между текущим и предыдущим вектором скорости.
Больших сложностей с математикой тут нет.
Главное - сделать алгоритм сходящимся, т.е. при любых внешних воздействиях самик разворачивается носом к базе. С таким вот креном, пропорциональным отклонению в курсе, должно получиться.

Против сильного ветра стратегия такая. Если видим, что курс близок к курсу на базу, скорость по бародатчику нормальная, а скорость по GPS маленькая, то увеличиваем газ.

Если ветер такой сильный, что физически носом самик смотрит на базу, а скорость по GPS направлена в противоположную сторону от базы, то есть, самик летит хвостом вперед относительно земли, “не выгребает” против ветра, то тут надо думать. В таком случае можно креном урулить хрен знает куда.
Если самик против ветра даже на полном газу не выгребает, то до свидания, самик.

Если ветер чуть слабее, то успех возможен. Надо думать. Может быть, по показаниям с GPS и бародатчиков можно вычислить направление и скорость ветра и учитывать его. Может быть, стоит поставить магнитный компас на самике.

Ну, вы, блин, жжете! 😛
Пирометр не будет работать в 3-4 балла облачности! А она может быть у нас и на 90 метрах. Я не говорю про дождевые условия, туман. Подходит для простейших стабилиизаторов на площадке.
Ну может если спец. оптическую систему ставить…
Надо начинать с удержания высоты…Для этого вертикалку надо четко следить!! С учетом всех завихрений и потоков-практически АБСОЛЮТНО! непредсказуемая хрень. Меньше самолет-больше колбасит, больше колбасит-быстрее реакция, должна быть.
Ветер посчитать можно, только, зная воздушную скорость, граунд спид и истинный курс (из GPS), магнитный курс.
Для выхода на заданный курс- делишь разницу на 2. Вот и весь алгоритм- в одно выражение!(никаких матриц 😉 )
Крен задают исходя из возд. скорости. Задает угловую скорость разворота, виража. Радиус разворота(ЛУР-линейное упреждение разворота) R=(V^2)/(9.81*tgB-) B-крен. Зависит физически только от самого самолета, или пассажиров 😵 (прикидываю крен в 45 на арбузе). Причем, разворот или вираж исполняется на одной высоте- удержание высоты и воздушной скорости режимом. Используются проверенные табличные и граф. данные для всех полетных режимов. В основном 30 градусов- нормально(проще высотой управлять). Тут без гироскопа не обойдешься- когда разворот скоординированный,т.е. без скольжения(“шарик в центре”), то акселерометр(по Y) тоже в центре будет, и маятник, и другая механическая байда, включая мозжечок 😃
Гироскопы дорогие…И постоянно нуждаются в коррекции
по вертикальной перегрузке, зная воздушную(получается эксперементально)
Магнитного поля, трехосевой сенсор (линии параллельны земле. У птиц такая хрень есть, типа мозжечка)
А как насчет, камеру использовать?? белое- черное…компаратор…в начале кадра(строки) разрешать прерывание, ICP использовать для изм. длительности(точно).
Алгоритм слепого летчика:

  1. Черное внизу- хорошо!
  2. Черное ползет вниз- ручку от себя
  3. -//- вверх-ручку на себя.
  4. все белое-пилотаж 😃
  5. все черное…-начинаем звонить по мобиле…
    … с креном тоже понятно, если длительность по строкам считать, то получим крен
    Можно лазер, зафиксированный на ла, опять- же по местности камерой отслеживать. Промодулировать если лазер, можно получить разницу с кадровой(строчной) частотой. По биениям считаем скорость.
    Ещё интереснее можно, если качать лазер и камеру на заданный угол. Получим горизонтальную и вертикальную(и много че полезного).
smalltim
serj:

2 тимофей:
можно попробовать просто пропорционально курсу, но только оочень медленно придется разворачиваться 😃
и коэффициент желетельно разный сделать в завис от скорости ветра на текущем курсе…

Да, надо написать модель и поразвлекаться с разными вариантами. Давно хотел. Вот сейчас мне, например видится, что на направление и скорость ветра нельзя ложить с колокольни, ибо при достаточно сильном ветре самик из любой произвольной точки будет описывать загогулину, подходящую к базе с подветренной стороны. А после вместо кругов или восьмерок вокруг базы будет описывать эллипсы, вытянутые в сторону ветром.

Вот была бы тема вставить самик в свой OpenGL 3D-движок 😃

Вот скрины из движка, если кому интересно на тему мерянья приборами и знания матриц. Всё это живет, дышит, колышется на ветру, искрится на солнце, волны набегают на песочек, в общем, сказка. И ГОРЫ математики:


Программка генерит ландшафт и растительность самоcтоятельно при каждом старте, используя фракталы. Если нужны екзешники - поделюсь, но тут выкладывать не смогу - объем слишком большой.

serj
smalltim:

Да, надо написать модель и поразвлекаться с разными вариантами. Давно хотел. Вот сейчас мне, например видится, что на направление и скорость ветра нельзя ложить с колокольни, ибо при достаточно сильном ветре самик из любой произвольной точки будет описывать загогулину, подходящую к базе с подветренной стороны. А после вместо кругов или восьмерок вокруг базы будет описывать эллипсы, вытянутые в сторону ветром.

Все верно, по другому при данном методе наведения не получится ( метод “погони”). В этом нет ничего плохого, ведь цель- прилететь на базу и не удалятся от нее, а длинный и сравнительно медленный проход против ветра очень удобен для посадки 😃

Dikoy
smalltim:

>Вкорость ветра = (воздушная скорость) - (скорость по GPS). И всё.

Успехов.

Дык, уже 😉
Ещё видел такой изврат на выставке. Ставятся две пластины, упёртые в пьезопластинки. Каким-то макаром по давлению на пластинки в полёте вычислялась сила и угол ветра… Подробностей автор раскрывать не стал, толи алгоритм дюже секретный, толи провода дюже хорошие 😃 Но на стенде этот монстра работал. От двух вентиляторов.

serj:

Все верно, по другому при данном методе наведения не получится ( метод “погони”). В этом нет ничего плохого, ведь цель- прилететь на базу и не удалятся от нее, а длинный и сравнительно медленный проход против ветра очень удобен для посадки 😃

На последнем ЭКСПО израильтяне выставляли свои БПЛА. Там самолёт, прилетев на базу, описывает круг. По силе своего сноса он опрелеляет направление и силу ветра, после чего становится против оного и выпускает парашют. Причём момент выпуска тоже расчитывается, чтобы упасть в точку. ИМХО это самый простой вариант, хотя можно использовать и ультразвук…

SGordon

интересно, что насчитает самолет в случае порывистого ветра ну или если направление несколько - гуляет …

smalltim

Осторожно, боясь сглазить, докладываю, что нашел выход на thermopile датчики 8…14 мкм от HL Planar 😃 ( cms.hlplanar.de/index.php?spath=338& ).
Сейчас выясняю детали. Цена обещает быть вкусной: ориентировочно в сумме 6 датчиков, 2 платы и 3 ОУ с обвязкой выйдут дешевле, чем голова + вертикальная миниголова от FMA.

Кто готов войти в долю по заказу - тихонько шепните в почту или сюда. 😎

Vad64
smalltim:

нашел выход на thermopile датчики 8…14 мкм от HL Planar

Лучше всего, по-моему, подходит TS105-4. А какая цена?

smalltim

Некоторые жалуются, что при подключению к телевизору картинка вытянута по вертикали и первая и последняя телеметрические строки на экране не видны.
Да и у меня на очках почему-то последняя строка не видна.

В прошивке v227 я поджал текст с боков и по вертикали (по вертикали - на 15 строк сверху и снизу, по горизонтали - на 32 клока Атмеги 😉), теперь всё должно прекрасно влезать на экран. Других отличий от v226 нет.

Кому надо - качаем v227:

lodeworx
smalltim:

Осторожно, боясь сглазить, докладываю, что нашел выход на thermopile датчики 8…14 мкм от HL Planar 😃 ( cms.hlplanar.de/index.php?spath=338& ).
Сейчас выясняю детали. Цена обещает быть вкусной: ориентировочно в сумме 6 датчиков, 2 платы и 3 ОУ с обвязкой выйдут дешевле, чем голова + вертикальная миниголова от FMA.

Кто готов войти в долю по заказу - тихонько шепните в почту или сюда. 😎

Молодец! Рисует, значит. Ну, оно было сразу понятно, что шаришь…(я про openGL- грфику) 😉
Я, готов. Пусть будут.

pvp
smalltim:

Программка генерит ландшафт и растительность самоcтоятельно при каждом старте, используя фракталы. Если нужны екзешники - поделюсь, но тут выкладывать не смогу - объем слишком большой.

Ну просто красотища! Чувствуется, что ты профи в 3D-графике.

smalltim

Да нивапрос, только она работать будет только на Nvidia видеокартах.
Почтовый ящик скиньте - перешлю.

СерМих60

Уважаемые, вопрос меня мучает… Как вся система датчиков будет работать в условиях гор, достаточно плотно стоящих рядом? Перепад высот несколько сот метров. Линии горизонта, как таковой, нет - она ломаная. Да и садиться не на вершине горы, а в межгорье. То есть надо сделать снижение, а потом сесть на ровной площадке. И при таких природных “катаклизмах” нередки плотные облака, кстати.

foxfly
СерМих60:

Уважаемые, вопрос меня мучает… Как вся система датчиков будет работать в условиях гор, достаточно плотно стоящих рядом? Перепад высот несколько сот метров. Линии горизонта, как таковой, нет - она ломаная. Да и садиться не на вершине горы, а в межгорье. То есть надо сделать снижение, а потом сесть на ровной площадке. И при таких природных “катаклизмах” нередки плотные облака, кстати.

Очень просто- никак.
Данная система предназначена для полетов в равнинной местности при нормальной погоде.
О чем в инструкции к Cо-Pilot написано английским языком.
А боевой ДПЛА (всепогодный и всерельефный) на ней сделать- нельзя 😦
Взлет и посадка выполняются вручную при отключенной система стабилизации.
Так что, “вопрос” Вас пусть не мучает.
А если опять начнет: зеленкой его 😃

Psw
smalltim:

Нужно еще заложиться на опоздание прихода с GPS информации по курсу на 2-3 секунды, и экстраполировать курс

Лично мне наблюдения за ГПС в кабине ан-2 наводят на мысль что опоздание инфы ГПС различное по разным видам инфы - модуль скорости/положение/направление движения. Ну и сама задержка минимальна при “равномерном и прямолинейном” и начинает возрастать при манёврах. Так что с экстраполяцией должны возникнуть сложности. Мне только мозгов не хватает сравнивать магнитный и ГПС курсы в течение всего круга, по этому я скорость и направление ветра “вычисляю” только два раза за круг - минимальная и максимальная скорости по ГПС соответственно дают курсы по и против ветра, разница приборной и ГПС скорости - скорость ветра.
Математически легко ввести кроме модуля/направления скорости ГПС ещё и модуль скорости к базе - даже при не совпадении курса на базу всегда можно вычесть на сколько изменилось расстояние до базы за ближайшую секунду.
Если при довороте на базу вместо ожидаемого увеличения этой скорости мы будем иметь её уменьшение - значит рулим не туда. Ну а алгоритм поиска максимума скорости на базу и последующих плавных виляний вокруг этого максимума скорости на базу будет (при скорости ветра менее скорости ЛА) вести нас на базу с больших удалений мне кажется. Вот только задержка сигнала “скорость на базу” будет больше чем просто скорость/курс ГПС - так что вилять придётся достаточно плавно, минимум 5-7 секунд на полуволну мне думается. Кстати прогноз времени до базы тоже можно сравнивать с оставшимся ресурсом АКБ с выдачей на ОСД сообщения типа “Прощай Самик” .

smalltim:

Если самик против ветра даже на полном газу не выгребает, то до свидания, самик.

Можно и снизится пробовать - у земли ветер обычно слабее но и препятствий больше, скорость в пикировании тоже растёт. Параметр “минимальная высота авто пилота” соответственно может потребоваться.
Генеральное направление ветра быть может полезно вводить перед стартом. Ну или предполагать что после взлёта пилот ведёт аппарат в основном против ветра секундок 10 и запоминать это как генеральное направление и скорость ветра.
Одним словом без 3х осей гироскопов и магнито и акселеро метров наверное не обойтись. Ну или хотя бы без разводки печатки мозга под эти маленькие корпуса, которые потом напаять, когда на них станет денег не жаль и математика упрётся в недостаток инфы.
Так же как и без проверки входящего потока данных на непротиворечивость с расстановкой приоритетов.
Сказать - легко, а написать эти горы непонятной математики - ну не очень легко.

Psw

Прикольно гуглится фраза GPS L1 L2.
Лично я думал что L2 уже вовсю эксплуатируется вояками, а оно так же как и L5 ещё только в планах - если верить статейке на GpsWorld. И частоты ниже чем 1500 МГц, а никак не сантиметровые. Прикольные характеристики картографического ГПС, особенно в части наличия “Нефильтрованные, несглаженные измерения псевдодальностей с низкими шумами, малой ошибкой многолучевости, малой временной областью корреляции и высокими динамическими характеристиками”. Ну то есть быть может фильтрация всё-таки может делаться не исходя из предположения “ускорение <2 G” (а если ускорение >2 G то обычный ГПС вычислитель отбрасывает данные) а на основании конкретной величины ускорения, предполагаемой из положения рулей и подтверждённой измерениями бортового акселя/гиры ? Стоимость именно таких штук которые могут выдавать не фильтрованные данные (или принимать извне значение измеренного ускорения для фильтра) - заоблачная ?
Ну и прикольный исторический предшественник текущего состояния этой темы - Fail-Safe - Автопилот для полетов по камере - быть может имеет смысл перечитать историю.

pvp

Я тоже наблюдал запаздывание изменения информации о курсовом угле при маневре на автомобиле (на другую внимания не обращал, так как в моей задаче интересовал именно курсовой угол) на 2-3 секунды с GPS с периодом выдачи данных 1 с. Прикупил недавно Garmin GPS18x-5Hz: buy.garmin.com/shop/shop.do?cID=158&pID=13195. Завтра постараюсь посмотреть его на этот предмет. Данный приёмник осуществляет выдачу информации с периодом в 200 мс. По-моему, данную модель не целесообразно использовать в данном проекте по соображениям относительно высокой стоимости (~200$), а также по массогабаритным показателям. Но если уж очень захочется, то можно вынуть его из корпуса и в этом случае массогабаритный показатель будет что надо! Останется только ценовой фактор.