Телеметрия (часть 1)

Expert
smalltim:

>LOS меньше чем высота

А что такое LOS?

Line-of-Site
расстояние до базы там меньше чем высота полета

serj
smalltim:

Гуру, а какие гироскопы брать посоветуете?

Вообще, обуревают меня тягостные мысли.
Смотрю я на цены гироскопов, и становится мне от них тошно. Акселерометр 3-осевой, гироскопов 3 штуки, компас 2-осевой +1-осевой. Хоррошие такие деньги получаются, нифига не бюджетно. И потом математика вся эта… Да хрен с ней с математикой, но то, что гироскопы принципиально уползают и
всё это еще компенсировать через ж*пу, а то и подогрев с термостабилизацией городить - да ну его нафик. Вряд ли я всё это в одиночку осилю.

Проще и дешевле будет, действительно, на пирометрах+компас+GPS всё сделать и не париться.

Я вообще считаю, что для “бюджетного” проекта надо делать самоустойчивые самолеты и ограничивать углы движения рулей 😃 тогда ничего никуда не упадет.
Конечно радиусы разворотов будут великоваты, но ведь цель- просто прилететь домой…
У меня первый самолет с таким “автопилотом” прекрасно прилетал назад-это был электролет с крыльями и хвостом от свободнолетающей резиномоторной модели, управление - только поворотный стабилизатор и руль направления. Никаких гиро/акселерометров не было, фактически, это был просто “довесок” к телеметрии для управления машинками…

Кстати, на планерных “автопилотах” нету никакого удержания горизонта, только GPS, и ведь прилетают же 😃

К тому же, у нас есть воздушная скорость- это большой плюс, можно определить скорость и направление ветра…

Для более комфортного управления на модели с элеронами можно ставить покупную гиру по крену, кому нравится…

ReGet
Expert:

Line-of-Site
расстояние до базы там меньше чем высота полета

Расстояние до базы считается чисто по земле. То есть если самолет будет над местом старта на высоте 1000 метров, расстояние до базы будет 0. По крайней мере так было в прошивках, с которыми я летал.

Для более комфортного управления на модели с элеронами можно ставить покупную гиру по крену, кому нравится…

Можно поставить футабовский оптический стабилизатор pilot assist, держит модель в горизонте. Причем чувствительность регулируется - можно включать только при переходе на автопилот. Мой стоил около 1800 руб в Москве

leliksan
serj:

Я вообще считаю, что для “бюджетного” проекта надо делать самоустойчивые самолеты

Для бюджетного варианта самое лутчее-нарисовать своё поле для симулятора и в ём лятать, а Тимофей пытается реализовать более-менее универсальный девайс, потому такие сложности и возникают. Досмотрел сегодня краш-тест нашего пилота-испытателя скрывающегося под ником maloii (не знаю настоящего имени), познавательно, на мой взгляд нужно вырабатывать процедурную инструкцию для пилотов (как на боингах-если в определённой ситуации вы хотите сделать что то, надо сделать такие то и такие то действия). По моим наблюдениям примерно на 12 минуте начал шуметь звук-это звонок к возврату на базу (к тому же надо учитывать худшую проходимость видеосигнала сквозь облака), суммарное удаление от базы перевалило за обещанную производителями дальность действия аппаратуры, пилот продолжал удалятся и набирать высоту, потом начало шуметь изображение-это уже полный п… На мой взгляд, нужно периодически давать большие круги и контролировть приборную скорость и GPS, и по разнице скоростей прикидывать направление ветра и желательно удалятся от базы именно против ветра, больше шансов вернуть модель. А если уж вставлять в телеметрию всякие моргалки-питюкалки то на параметр “удаление от базы”, но фигня в том что мощность передатчиков у всех разная, у кого то сдохнет раньше, у кого то позже-на всех не угодишь, да и смысла в этом нет , если пилот испытывает максимальную дальность таким способом, ему эти приблуды по барабану. Но всё таки основные признаки к возвращению на базу определить надо, и вставить в инструкцию к телеметрии.
С уважением.

ReGet

Малого настигла всего-навсего одна беда - севший аккумулятор, который не позволил вернуться на базу против ветра.

ГРИНЯ
ReGet:

Малого настигла всего-навсего одна беда - севший аккумулятор, который не позволил вернуться на базу против ветра.

Я думаю что он слишком далеко улетел и даже нармальный акумулятор не дал бы шансов долететь,зато появился бы возможность найти модель…

leliksan

Попытки вернутся на базу начались ещё до посадки аккумулятора, проблема была в другом-ветер на той высоте превышал скорость модели и показания стрелки совсем не совпадали с реальным положением модели, он просто не мог понять в какую сторону лететь, в итоге его уносило всё дальше и дальше. Я считаю в такой ситуации спасёт компас, а стрелка вектора скорости только запутывает. Возможно ему стоило выбрать какой то заметный ориентир и попытаться в пикировании превысить скорость ветра и тогда бы можно было понять истинное положение в пространстве, а заодно уйти на меньшую высоту где скорость ветра наверняка меньше. Моё мнение-нужно переходить с пенолётов на электро планеры, диапазон скоростей у них гораздо выше и в пикировании они могут разгоняться до очень приличных скоростей и летают стабильно.
С уважением.

smalltim

Компас - тоже вещь в себе. Нельзя вот так вот купить датчик, повесить на 2 (3) входа АЦП и опа.

Во-первых, магнитные материалы в самике вносят погрешности, но это ладно, от этого можно откалиброваться.
Во-вторых, магнитный север нифига не там, где географический, и в разных местах нашей необъятной надо разные поправки вводить. Как вводить? Глядеть по GPS координаты и подглядывать в заранее составленную с шагом 10-20 градусов широты/долготы табличку поправок?
В третьих, изменение крена и тангажа самика точно так же влияют на показания компаса, как и изменения курса, особенно вдали от экватора. Пока нет информации о крене/тангаже, придется с этим мириться.
Ну да ладно. Компас как-нибудь с оговорками победим.

Гуру (очень надеюсь на serj и Dikoy), вы лучше вот что скажите:
Поможет ли применение фильтра Калмана оценить систематические погрешности акслерометров и гироскопов? Не, точнее, нифига не систематические, а очень низкочастотные типа температурного дрейфа нуля? Нутром чую, что не поможет, но вдруг есть какие-то варианты? Я тут про всю эту математику начитался, испугался, уже боюсь что-то даже предполагать.
Еще проблема в том, что институт мой мало чего дал в плане обработки сигналов. Геометрия, матричные навороты, линейные всякие численные методы и матстатистика в отдельности - без проблем, но что такое фильтр Калмана я (надеюсь) понял только с третьего раза 😃

Теоретически по идее можно включить в вектор состояния, обсчитываемый Калманом, не только углы ориентации, но и позицию самика, комплексировать то бишь (какое умное слово узнал!) инерциалку и GPS. Только по-моему, нифига это не сработает, у нас не машина, а самолет, который еще и ветром в разные стороны таскает.

Есть в свободном доступе какие-нибудь документы на тему, доступные моему разрушенному пивомбабами мозгу, или лучше не выпендриваться и возвращаться в сад, к пирометрам? 😃

lodeworx

Согласен. Три гироскопа с акселерометрами- гимор. Один нужен полюбому. Курс по GPS будет (у нас тут на 300км вокруг +8) на 8 градусов больше чем с компаса показывать. Калмана фильтрация- это на один параметр два датчика нада- ашипка есть несовпадение сигналов… Если грамотно, на прерываниях, все делать, у меги, тупо таймеров не хватит, о чем я и говорил(128-я тоже не поможет) Хороший вариант- отдельно все это делать и на SPI(TWI), я так понял, он не задействован.

Dikoy
serj:

Телевизор на солнце- никак 😃 ближняя ик составляющая от солнца такова, что ик управление, работающее в больших залах и на улице в пасмурную погоду на расстоянии метров 60, (20 мощных светодиодов для ик-подсветки с током каждого 1.2А)
при ясной погоде не работает и на полметра 😦,
Это я как-то для комнатных ИК управление делал. 😒

У меня управляется всегда. Даже когда свет из открытого окна падает прямо на экран.

3apw:

У GPS приемника не достаточная избирательность (сигнал TV передатчика, расположенный близко от GPS приемника проходит в канал обработки GPS). Решается установкой дополнительных полосовых фильтров в GPS приемник (при наличии соответствующей измерительной аппаратуры).

Прям приёмник сверлить? 😃

V_Labanauskas:

Kak mozno tak slomat???
Mordio v Zemliu

Да, именно так. Автопилот на посадке ёк, самолёт входит в штопор, вывести не успеваем. Моськой в землю. Дрова.
Самое смешное, что двигатель выкопали и он потом ещё два таких раза пережил 😃

smalltim:

Да хрен с ней с математикой, но то, что гироскопы принципиально уползают и
всё это еще компенсировать через ж*пу, а то и подогрев с термостабилизацией городить - да ну его нафик.

Подогрев проблему не решает, к сожалению 😦
На том, что можно купить в свободной продаже, автопилот с наскоку не сделать… И уж тем более не сделать доступный для повторения.
Увы…
Пирометры, 3-х осевой компас, GPS. Самое то. Можно ещё простенький аксель поставить, чтобы обойтись 4 пирометрами.

serj:

Для более комфортного управления на модели с элеронами можно ставить покупную гиру по крену, кому нравится…

И толку? Эту гиру надо включать в горизонтальном положении. Иными словами, она держит то положение, в котором её включили.
А если при пропадании сигнала самолёт летит боком?

ReGet:

Можно поставить футабовский оптический стабилизатор pilot assist, держит модель в горизонте. Причем чувствительность регулируется - можно включать только при переходе на автопилот. Мой стоил около 1800 руб в Москве

В видимом спектре?
Зимой и при ярком солнце работает через зад. Проверено.

Dikoy
smalltim:

Компас - тоже вещь в себе. Нельзя вот так вот купить датчик, повесить на 2 (3) входа АЦП и опа.

Во-первых, магнитные материалы в самике вносят погрешности, но это ладно, от этого можно откалиброваться.
Во-вторых, магнитный север нифига не там, где географический, и в разных местах нашей необъятной надо разные поправки вводить. Как вводить? Глядеть по GPS координаты и подглядывать в заранее составленную с шагом 10-20 градусов широты/долготы табличку поправок?
В третьих, изменение крена и тангажа самика точно так же влияют на показания компаса, как и изменения курса, особенно вдали от экватора. Пока нет информации о крене/тангаже, придется с этим мириться.

Я же дал Вам конструктив, который без извратов работает с разрешением 0,5 градуса… 😃

  1. Датчики Honeywell убивают постоянную составляющую автоматицски. Всилу конструктива. Прочитайте в описании главу про полосу подмагничивания. Где домены нарисованы. Там сей принцип подробно описан.
  2. GPS (некоторые модели) возвращают значение склонения в строке GGA, кажется… Если нет, придётся забивать табличку. Не так уж это и сложно - модели поля в сети есть. Можно вводить значение склонения вручную, через шнур, найдя его в инете за 5 минут. Например, для Тулы оно +7 градусов.
    Наконец, если всё это не по силам, можно просто забить 😎 Нам же не север важен, а некое ориентировочное направление. Чтобы по нему вернуться. Ну и пусть он врёт на 20 градусов, главное, чтобы врал одинаково в течение полёта.
  3. Для трёхосевого + аксель == не влияют. Угол вхождения линий в кору также легко найти. Для Тулы 70 градусов.
Dikoy
smalltim:

Поможет ли применение фильтра Калмана оценить систематические погрешности акслерометров и гироскопов? Не, точнее, нифига не систематические, а очень низкочастотные типа температурного дрейфа нуля? Нутром чую, что не поможет, но вдруг есть какие-то варианты? Я тут про всю эту математику начитался, испугался, уже боюсь что-то даже предполагать.
Еще проблема в том, что институт мой мало чего дал в плане обработки сигналов. Геометрия, матричные навороты, линейные всякие численные методы и матстатистика в отдельности - без проблем, но что такое фильтр Калмана я (надеюсь) понял только с третьего раза 😃

Теоретически по идее можно включить в вектор состояния, обсчитываемый Калманом, не только углы ориентации, но и позицию самика, комплексировать то бишь (какое умное слово узнал!) инерциалку и GPS. Только по-моему, нифига это не сработает, у нас не машина, а самолет, который еще и ветром в разные стороны таскает.

Есть в свободном доступе какие-нибудь документы на тему, доступные моему разрушенному пивомбабами мозгу, или лучше не выпендриваться и возвращаться в сад, к пирометрам? 😃

Документы есть - я с этим переездом никак не могу найти книжку, которую обещал и сканер. Но всё будет.
Комплексирование GPS и инерциалки это то, к чему мы в итоге пришли. Не так всё просто там, но движемся в этом направлении. Пока результатов нет…
Текнол комплексирует бинсу и компас, у них летает…

Про калмана - врядли. Накопление д.б. очень большое. Уходы гироскопов - прецессионные и температурные - компенсируются коррекцией. Маятниковой или иной. Проблема в том, что шумы гироскопов накапливают ошибку много большую, чем термоуход 😦

RK3AMS

В своё время закончил военное училище по специальности “Радиотехнические системы навигации и связи”.
Так вот ещё со времён ВОВ в самолётах для навигации использовался АРК(Автоматический радио компас).
Идея проста: средневолновый радиоприёмник настраивается на частоту широковещательной радиостанции, местоположение
которой известно. Комбинация из вращающейся магнитной антенны и штыревой позволяет однозначно определить направление
на эту радиостанцию. Далее дело штурмана.
Для наших дел можно изготовить радиомаяк(взять готовую радиостанцию), а на борту приёмник-пеленгатор.
Одна загвоздка, как сделать вращающуюся диаграмму направленности а приёмной антенны.
Но на мой взгляд эта задача гораздо проще описанных выше потуг с “применением фильтра Калмана”. 😒

leliksan
RK3AMS:

В своё время закончил военное училище по специальности “Радиотехнические системы навигации и связи”.
Так вот ещё со времён ВОВ в самолётах для навигации использовался АРК(Автоматический радио компас).
Идея проста: средневолновый радиоприёмник настраивается на частоту широковещательной радиостанции, местоположение
которой известно. Комбинация из вращающейся магнитной антенны и штыревой позволяет однозначно определить направление
на эту радиостанцию. Далее дело штурмана.
Для наших дел можно изготовить радиомаяк(взять готовую радиостанцию), а на борту приёмник-пеленгатор.
Одна загвоздка, как сделать вращающуюся диаграмму направленности а приёмной антенны.
Но на мой взгляд эта задача гораздо проще описанных выше потуг с “применением фильтра Калмана”. 😒

В качестве маяка можно взять свой собственный передатчик, а с свращающейся антенной проблема, может, несколько разнонаправленных антенн и по разностному сигналу с них определять направление?
С уважением.

smalltim

Все эти извраты с вращающимися антеннами - для определения положения самика в пространстве. С этим GPS справляется, причем, на ура.

Проблема в определении ориентации, то есть, углов крена, тангажа, рыскания. Тут эти антенны ни при чем.

BigDaddy

Ну антенну-то разместить вращающуюся, как раз не проблема…

RK3AMS
smalltim:
  • для определения положения самика в пространстве. С этим GPS справляется, причем, на ура.

А вот случай с моделью тов. Maloii и разбором причин этого в посте №1242 пункт 3 говорит, что
не всё так просто с этой GPS.
Радиомаяк служит для оптеделения направления на точку, а не положения в пространстве. 😒

smalltim
RK3AMS:

А вот случай с моделью тов. Maloii и разбором причин этого в посте №1242 пункт 3 говорит, что
не всё так просто с этой GPS.
Радиомаяк служит для оптеделения направления на точку, а не положения в пространстве. 😒

Ага. Ничего, с компасом всё решится 😃

Коллеги, пока суть да дело, я таки решился заказать много штук пирометров по вкусной цене (в 2-3 раза дешевле мелексисов) и сделать аналог FMA-шной головы…
…perkinelmer.com/…/DTS_TPS333R3.pdf
По цене ориентировочно получится в районе FMAшной головы за 43 бакса, только сильно компактнее и сильно легче.

Если хотите отговорить - пока не поздно это сделать 😃

lodeworx

Кто сам летает, знать должен, как держать горизонт по “пионерке”(указатель скорости разворота). Выдерживаешь режим(если с двигателем), вертикальную в ноль, воздушную- постоянной, разворот в ноль. Кто скажет, что это не горизонт? Вы тут со своей математикой скорее очередной симулятор сваяете! А как турбулентность фильтровать, и зачем? Автопилот- вообще самый элементарный регулятор. В чем вообще проблема то? Прописываешь максимальные отклонения рулей, умножаешь ашипку на коэфф. регулирования(Gain) и прибавляешь к исходному положению серво. Чувствительностью от помех избавляешься… А для возврата модели по GPS и компас не нужен- выдерживай высоту и курс по GPS, ну будет, из-за боковой составляющей угол сноса ИК=GPSк=МК+/-МС+/-УС и че? Для Москвы, например самолетик 45км/ч, ветер, северный 000 15 км/ч УСмакс=(U/V)*60=20 градусов, точка на западе 270 5км, (feedback через GPS) УВ=90 путевая составляющая отсутствует- долетим за 6.66666 минут, при этом магн. компас должен будет показывать 270-8+20=282 градуса. Т.е. вполне можно обойтись только GPS. У меня компас для установки гироскопа используется только+ 2 акселя.
Адаптивная или нелинейная фильтрация, средствами контроллера в трех строчках реализуется, блин! Я год назад еще адаптивную систему охлаждения запустил, ниче не зная про Калмана(температура, конечно медленнее меняется) 😛

Dikoy
smalltim:

Если хотите отговорить - пока не поздно это сделать 😃

У меня только один аргумент против - в 2-3 раза дешевле, а гимора больше… Были б они в 20-30 раз дешевле 😦
А так я тока за. Сам хочу с аналогом поиграться, да жаба душит второй заказ делать 😃

lodeworx:

Автопилот- вообще самый элементарный регулятор. В чем вообще проблема то?

Раз вы такие умные, что ж вы строем не ходите? (с)

lodeworx
RK3AMS:

А вот случай с моделью тов. Maloii и разбором причин этого в посте №1242 пункт 3 говорит, что
не всё так просто с этой GPS.
Радиомаяк служит для оптеделения направления на точку, а не положения в пространстве. 😒

Можно и в пространстве- по двум маякам NDB(1mhz max). Около Шереметьево VOR 114.6mhz- он один у нас 😦 . Здесь рамочные антенны не нужны- только штыревая(вращается сам маяк) определяется радиал и дистанция. Поймать можно китайским приемником за 100р(катушку на контуре раздвинуть).