Телеметрия (часть 1)
Слово “прикладные” часто ассоциируется с военным направлением. Например: Институт прикладной физики; Институт прикладной микроэлектроники; Институт теоретической и прикладной механики… Задачи и цели должны быть мирными 😁
По-моему, обсуждение просто плавно сместилось от топика - собственно телеметрии - к автопилотам разной степени сложности. Соответственно, если с первым все было более или менее понятно, то простор для понимания термина “автопилот” значительно шире…
Лично я скажу, что начинать формулирование ТЗ следует не с цифр, а со слов. В смысле, с описания целевого назначения аппарата, с которого оная телеметрия передается. Оттуда плавно вытекут требования к точностям и диапазонам, а уже из них - конкретные решения.
… Потому что для “просто полетов” по камере - для получения эффекта присутствия aka кайфа/драйва/etc - настолько точные значения скорости (кстати, какую именно мы хотим получить: курсовую, путевую, воздушную, али еще какую ?) и высоты, imho, не столь принципиальны. А текущие координаты там вообще не нужны; - вектор к точке старта и дальность гораздо информативнее… Да и обсуждать тут будет особенно нечего, потому как делается ЭТО (то есть, голая телеметрия, заточенная именно под хоббийные полеты) на коленке буквально за считанные если не дни, то недели; - тому есть примеров даже в этом форуме, причем делалось это даже людьми, далекими от схемотехники или эмбеддерства.Вот картинка примерно того, что Вы описываете (только без барометрических датчиков, ну и без каких-бы то ни было курсовых вычислений):
Если же с помощью этого дела предполагается решать какие-то прикладные задачи (а слова про “заданные точки” и высота в 5км наводят именно на такие мысли), то стоит четко оные задачи озвучить.
Вот слова" заданные точки" -неправильные и обидные : они очень возбуждают наши “внутренние органы”, а также усложняют процедуру подготовки к полету, ибо предполагают наличие компьютера, связанного с аэропланом и знание этих самых точек (т.е.- имение “оцифрованной” карты ).
Не надо нам всего этого, мирные мы люди.
И самолеты у нас - исключительно гражданского назначения, для кадастровых съемок!
По поводу 5 км- это фэнтэзи: без наддува- ДВС уже на 2 км задыхается, проверено!
А продемонстрированная форма выведения информации, уважаемый Artie, практически недоступна пилоту в силу его занятости процессом управления: пока он будет искать и читать нужную цифирку- самолет уже ляпнется 😦
Наиболее удобна- графика в виде виртуальной приборной доски:)
Хорошо, попробую озвучить словами. В применении лично под свои запросы.
Итак, начнем с высоты и скорости. Поскольку я очень люблю летать в сложных условиях Мало места, много препятствий то зание высоты и главное скорости в реальном времени и пределах погрешности +\- 1 считаю жизненно необходимой. Знание точной ВОЗДУШНОЙ скорости очень необходимо на посадке и маневрах у земли, что бы не подвесить и не завалить самик на крыло из за потери оной. Ну а делать датчик высоты с погрешностью в 5% на сегодняшний день прото грешно! Для моих целей достаточно знать высоту относительно точки старта. Согласен что 2х тыс вполне хватит. Дале индикация напряжения батарей питания, и батарей телеметрии. Полетное время.
Это самый самый минимум.
Далее усложняем и добавляем GPS. От него минимум что требуется это вектор на базу и удаление от базы. Потому что в незнакомой местности оч легко заблудиться, а так же вылететь за пределы зоны работы радио аппаратуры. Про текущие координаты согласен. не нужны они. На сегодняшний день летая в незнакомой местности я поступаю так, залажу в гугл и нахожу точку старта, далее исследую виды в районе полетов и в конце рисую круг и ориентиры за которые не следует вылетать.
Все, большего мне не надо. Вектор на заданную цель было бы неплохо организовать, хотя бы с загрузкой координат дома. Зачем это надо? Думаю пригодится, опять же в незнакомой местности. Хотя это как опция на будущее…Ну а дальше на будущее это уже автопилоты различной степени сложности. Но это для другой темы.
А Вы тут читали про “Бортовой компьютер-телеметрия MBC (часть 1)”?
Хорошо, попробую озвучить словами. В применении лично под свои запросы.
Итак, начнем с высоты и скорости. Поскольку я очень люблю летать в сложных условиях Мало места, много препятствий то зание высоты и главное скорости в реальном времени и пределах погрешности +\- 1 считаю жизненно необходимой. Знание точной ВОЗДУШНОЙ скорости очень необходимо на посадке и маневрах у земли, что бы не подвесить и не завалить самик на крыло из за потери оной. Ну а делать датчик высоты с погрешностью в 5% на сегодняшний день прото грешно! Для моих целей достаточно знать высоту относительно точки старта. Согласен что 2х тыс вполне хватит. Дале индикация напряжения батарей питания, и батарей телеметрии. Полетное время.
Это самый самый минимум.
Далее усложняем и добавляем GPS. От него минимум что требуется это вектор на базу и удаление от базы. Потому что в незнакомой местности оч легко заблудиться, а так же вылететь за пределы зоны работы радио аппаратуры. Про текущие координаты согласен. не нужны они. На сегодняшний день летая в незнакомой местности я поступаю так, залажу в гугл и нахожу точку старта, далее исследую виды в районе полетов и в конце рисую круг и ориентиры за которые не следует вылетать.
Все, большего мне не надо. Вектор на заданную цель было бы неплохо организовать, хотя бы с загрузкой координат дома. Зачем это надо? Думаю пригодится, опять же в незнакомой местности. Хотя это как опция на будущее…Ну а дальше на будущее это уже автопилоты различной степени сложности. Но это для другой темы.
Как раз координаты то текущие, высоту и скорость- GPS выдает “на халяву”- они идут каждую секунду в NMEA0183
А вот курс “домой” и удаление- приходится считать, и довольно громоздко:(
Так что это не минимум, а главная сложность.
Вот слова" заданные точки" -неправильные и обидные : они очень возбуждают наши “внутренние органы”, а также усложняют процедуру подготовки к полету, ибо предполагают наличие компьютера, связанного с аэропланом и знание этих самых точек (т.е.- имение “оцифрованной” карты ).
Не надо нам всего этого, мирные мы люди.
Ну, кто этих “нас” знает…
Я - мирный, Вы - тоже мирный, а кто-то еще - может и не очень. 😉
А продемонстрированная форма выведения информации, уважаемый Artie, практически недоступна пилоту в силу его занятости процессом управления: пока он будет искать и читать нужную цифирку- самолет уже ляпнется 😦
Наиболее удобна- графика в виде виртуальной приборной доски:)
Это уже дело вкуса (и сообразности затраченных усилий полученным результатам).
Я свои цифирки делал исключительно для себя, и лично мне они удобны. Взлет/посадку “по приборам” я пока осуществлять не пытался, а на других этапах полета у меня хватает времени и на высоту посмотреть, и на напряжение батареи. А с графикой (на самом деле, с псевдографикой) я немного поэкспериментировал, но это было только от недостатка места на экране: рисовал бар-графом и температуры, и “газ”, и что-то еще… - В общем, для этих параметров цифирьки информативнее получились.
А я не говорю о минимумах в расчетах, я говоню о требуемом мне минимуме в системе. GPS да, выдает и скорость и высоту, но с дикими гражданскими погрешностями которые меня не устраивают, а так же скорость вывода информации после фильтровки и аппроксимации снижается и становится не 1 раз в секунду, а хорошо если раз в 3 сек. А по скорости так то вообще не катит, так как мне нужна скорость относительно воздуха, а не земли. Повторюсь, это все необходимо именно для пилотирования по приборам, а не просто для галочки. А если для просто приблизительно оценить, то тогда да, хватит за глаза и одного GPS.
ЗЫ. А вектор на базу ой как хочется!
Слово “прикладные” часто ассоциируется с военным направлением. Например: Институт прикладной физики; Институт прикладной микроэлектроники; Институт теоретической и прикладной механики… Задачи и цели должны быть мирными 😁
Ну, это личные ассоциации…
Вон, vorona.org, например, летает исключительно в прикладных, но при этом в совершенно мирных целях - снимает церковки с воздуха.
А один товарищ у меня тут интересовался применением ДПЛА в плане геологоразведочном. - Я его, правда, жестоко обломал 😎, но цели у него были тоже вполне себе мирные.
А я не говорю о минимумах в расчетах, я говоню о требуемом мне минимуме в системе. GPS да, выдает и скорость и высоту, но с дикими гражданскими погрешностями которые меня не устраивают, а так же скорость вывода информации после фильтровки и аппроксимации снижается и становится не 1 раз в секунду, а хорошо если раз в 3 сек. А по скорости так то вообще не катит, так как мне нужна скорость относительно воздуха, а не земли. Повторюсь, это все необходимо именно для пилотирования по приборам, а не просто для галочки. А если для просто приблизительно оценить, то тогда да, хватит за глаза и одного GPS.
ЗЫ. А вектор на базу ой как хочется!
Во-первых, такт в одну секунду у GPS приемников - вовсе не аксиома, а просто наиболее частоупотребябельная реализация. Есть применики, выдающие до 10 отсчетов в секунду (а может и больше; - просто я этим не очень интересовался).
Во-вторых, никаких принципиальных трудностей с барометрическим высотомером и датчиком воздушной скорости нет, и gps они ни разу не отменяют. Схемы их включения совершенно канонические, а ссылки на проекты разной степени готовности тут уже приводились.
В-третьих, расчет курса и расстояния из двух пар координат - задача тривиальнейшая. Лично я ее не написал только потому, что сначала были более интересные задачи (в частности, у меня появился чисто спортивный интерес уместить и измерения и отображение в одну Мегу), а потом резко кончилось время на хобби. - Вот будет зима, чуть разгребусь с работой - и нарисую.
Однако (и это будет “в-четвертых”), я не очень представляю себе посадку модели только “по приборам”; - с какой бы точностью скорость и высота не мерялись, и с каким бы тактом они не обновлялись… Не утверждая, разумеется, что сие категорически невозможно, считаю, все же, что это будет совершенно самостоятельным упражнением, на грани искусства. И боюсь, что вот для этого - действительно придется рисовать на экране некие имитации аналоговых приборов.
Вот такой мне видится картинка. Красным помечено для пояснений, Буквы “Уд” тоже можно не писать. В верхний части экрана можно разместить не жизненно важную инфу. Такую как истинную скорсть от GPSа, токи, ваты, координаты, …
Ну, лично я сажаю самик на полосу по камере, очень захватывающее УПРАЖНЕНИЕ как вы заметили. Я не говорил что Измерение скорости и высоты по GPS невозможно, я говорил что меня не устраивает точность и скачки в показаниях и некоторая заторможенность вывода GPS систем которые я видел! Для галочки они сойдут, для активного пилотирования нет. Барометрический датчик скорости на раз отменяет GPS, так как нужна скорость относительно ВОЗДУХА!
Ух ты, как тема оживилась…
А я пока сижу, жду, когда же на заводе сготовят печатные платки 😦
Думаю, куда бы еще 2 лишних канала АЦП задействовать. В TQFP Mega8 их уже не 6, а 8 😃
Во-первых, такт в одну секунду у GPS приемников - вовсе не аксиома, а просто наиболее частоупотребябельная реализация. Есть применики, выдающие до 10 отсчетов в секунду (а может и больше; - просто я этим не очень интересовался).
Во-вторых, никаких принципиальных трудностей с барометрическим высотомером и датчиком воздушной скорости нет, и gps они ни разу не отменяют. Схемы их включения совершенно канонические, а ссылки на проекты разной степени готовности тут уже приводились.
В-третьих, расчет курса и расстояния из двух пар координат - задача тривиальнейшая. Лично я ее не написал только потому, что сначала были более интересные задачи (в частности, у меня появился чисто спортивный интерес уместить и измерения и отображение в одну Мегу), а потом резко кончилось время на хобби. - Вот будет зима, чуть разгребусь с работой - и нарисую.Однако (и это будет “в-четвертых”), я не очень представляю себе посадку модели только “по приборам”; - с какой бы точностью скорость и высота не мерялись, и с каким бы тактом они не обновлялись… Не утверждая, разумеется, что сие категорически невозможно, считаю, все же, что это будет совершенно самостоятельным упражнением, на грани искусства. И боюсь, что вот для этого - действительно придется рисовать на экране некие имитации аналоговых приборов.
Опять позволю себе слегка не согласиться: "расчет курса и расстояния из двух пар… "- задача не такая уж простая- сейчас как раз дописывается программа- объем ощутимый!
А посадка “по приборам”- реализуется не по GPS (ни скорости обмена ни точности не хватит)- стоИт обычный ультразвуковой высотомер и ПВД .
Но шансов сесть в “автомате”-50 на 50.
У процессора интуиции не хватает, чтобы кочку облететь:)
По поводу же GPS с высокоскоростным протоколом- это уже другая песня и совсем другие деньги:(
Хорошо, попробую озвучить словами. В применении лично под свои запросы.
Итак, начнем с высоты и скорости. Поскольку я очень люблю летать в сложных условиях Мало места, много препятствий то зание высоты и главное скорости в реальном времени и пределах погрешности +\- 1 считаю жизненно необходимой. Знание точной ВОЗДУШНОЙ скорости очень необходимо на посадке и маневрах у земли, что бы не подвесить и не завалить самик на крыло из за потери оной. Ну а делать датчик высоты с погрешностью в 5% на сегодняшний день прото грешно! Для моих целей достаточно знать высоту относительно точки старта. Согласен что 2х тыс вполне хватит. Дале индикация напряжения батарей питания, и батарей телеметрии. Полетное время.
Это самый самый минимум.
хотеть не запретишь 😃 только ответье себе на такой вопрос: что вам надо? Абсолютную погрешность измереня высоты барометрическим методом при 2000м и +/-1м = 0.1%, что очень круто (я думаю невозможно). Или вам нужна чувствительность в 1 м, что очень даже реально, и делается левой задней.
хотеть не запретишь 😃 только ответье себе на такой вопрос: что вам надо? Абсолютную погрешность измереня высоты барометрическим методом при 2000м и +/-1м = 0.1%, что очень круто (я думаю невозможно). Или вам нужна чувствительность в 1 м, что очень даже реально, и делается левой задней.
Да не делает барометрический высотомер 1 м " левой задней" и даже левой передней: настоящие самолеты при снижении ниже 50 метров- переходят на радиовысотомер!
5 метров- вот предел точности “классики”.
Да не делает барометрический высотомер 1 м " левой задней" и даже левой передней: настоящие самолеты при снижении ниже 50 метров- переходят на радиовысотомер!
5 метров- вот предел точности “классики”.
И я про то-же, но:
ЧУСТВИТЕЛЬНОСТЬ и ТОЧНОСТЬ разные вещи. прошу не путать.
Согласен, попутал понятия , хочу чувствительность 1м и 1 Км\Ч. ну и минимально возможной погрешностью. Далее, высота при посадке по камере используется только как индикатор. Основная величина которую хотелось бы отслеживать это воздушная скорость.
ЗЫ Никаких посадок в автомате не предвидится.
И я про то-же, но:
ЧУСТВИТЕЛЬНОСТЬ и ТОЧНОСТЬ разные вещи. прошу не путать.
Я конечно, отстал от жизни: старость, она не радость:(
А что же такое: разрешение?
Заранее спасибо:)
Пусть мой барометрический высотомер покажет изменение высоты на 1м на высотах до 600м (так написана программа, выше мне не надо). 1м тут можно назвать чувствительностью.
Но вот на самом деле оказывается что он изменение высоты не на 1м может показать, а скажем, на 95 см, и не на 600метрах высоты, а на 580. Вот эти 20м разницы тут можно назвать точностью.
Я правильно понял?
Очень живо представляю себе ДПЛА с барометрическим высотомером, пытающийся летать на высоте в 100м при резком улучшении погоды, т.е., при повышении атмосферного давления 😃 Винт на таком аппарате - однозначно спереди, чтоб ловчее землю разгребал 😃
Пусть мой барометрический высотомер покажет изменение высоты на 1м на высотах до 600м (так написана программа, выше мне не надо). 1м тут можно назвать чувствительностью.
Но вот на самом деле оказывается что он изменение высоты не на 1м может показать, а скажем, на 95 см, и не на 600метрах высоты, а на 580. Вот эти 20м разницы тут можно назвать точностью.
Я правильно понял?
😃 😃 😃 Е! Е! Е!
Разрешение измерительного прибора - способность различать с повторяемостью. как уже сказали, в лучшем случае - 5м. То есть видим как высота меняется плавненько в полете с шагом в 1 м а вернули аппарат в точку старта и видим расхождение в лучшем случае в 5 м.
Я не говорил что Измерение скорости и высоты по GPS невозможно, я говорил что меня не устраивает точность и скачки в показаниях и некоторая заторможенность вывода GPS систем которые я видел! Для галочки они сойдут, для активного пилотирования нет. Барометрический датчик скорости на раз отменяет GPS, так как нужна скорость относительно ВОЗДУХА!
Я тоже не говорил, что невозможно. 😃
Но, если Вы все-таки хотите иметь курс и дальность, то “отменить” gps не получится.
От его “заторможенности” можно избавиться, отключив всякую постобработку, но высота скакать будет все равно - “такова природа элемента”. Кстати, барометрический датчик в этом смысле тоже не идеал - он хоть и не скачет, но плавно “уходит”, и в минус, в принципе, может уйти так же легко, как и gps, так что смотреть на полосу глазами при посадке все равно придется…
Как вариант, по трёмстам усреднённым замерам по GPS корректируется барометрический датчик, который используется для замера высоты, с шагом в один метр, относительно точки последней коррекции 😵
Опять позволю себе слегка не согласиться: "расчет курса и расстояния из двух пар… "- задача не такая уж простая- сейчас как раз дописывается программа- объем ощутимый!
И в чем же проблема, если не секрет ?
Единственная сложность, которую я могу себе представить, - это долгие “классические” вычисления синуса/косинуса на слабеньких однокристаллках. Но и эту проблему можно решить, причем как минимум тремя разными путями. А уж с учетом необходимой тут точности - …
А посадка “по приборам”- реализуется не по GPS (ни скорости обмена ни точности не хватит)- стоИт обычный ультразвуковой высотомер и ПВД .
Но шансов сесть в “автомате”-50 на 50.
У процессора интуиции не хватает, чтобы кочку облететь:)
По поводу же GPS с высокоскоростным протоколом- это уже другая песня и совсем другие деньги:(
В данном случае, под словами “по приборам” я имел в виду не автоматическую посадку без участия человека, а посадку в слепую - без визуального контроля.
ЗЫ: “В прошлой жизни” я некоторое время занимался как раз задачами совместной обработки информации от разных навигационных систем для повышения результирующей точности ОМП ЛА. И успел пообщаться и с инерциалками, вроде И21, и с РСДН, и с РСБН, и даже с тогдашней новинкой - А724… Так что, как летают настоящие самолеты, я немножко в курсе. 😉
Однако, переносить все сложности навигации из большой авиации в модельную - как минимум, неразумно. Тут ответственность несоизмеримо меньше, так что возможна масса упрощений/допущений/соглашений…
Как вариант, по трёмстам усреднённым замерам по GPS корректируется барометрический датчик, который используется для замера высоты, с шагом в один метр, относительно точки последней коррекции 😵
Пока самолет стоит на земле - все шикарно. Но вот что будет корректировать такой алгоритм в полете - я представить не берусь. 😎
300 отсчетов - это 5 минут (для ширпотребного приемника). - Способны удержать модель все это время на одной высоте с необходимой точностью ? Если да, то зачем нам какие-то приборы !? 😁
Жалко, что доступный GPS такой тормознутый 😦
В порядке OFF-а:
#OFF
Получается, что для хоть немного вменяемого (всмысле точности) высотомера
надо использовать барометр+акселерометр+гироскоп, которые будут пытаться поправлять друг друга измеряя все доступные ускорения.
Оленеводческий кошмар 😛
#end OFF
Жалко, что доступный GPS такой тормознутый
С одной стороны, “доступность” - понятие условное. Можно найти по меньшей мере пяток приемников до $200-$250, умеющих выдавать отсчеты с тактом в 200-250мс.
С другой стороны, само пе себе повышение темпа поступления данных ни одну из вышеозвученных задач кардинально все равно не решит.
Получается, что для хоть немного вменяемого (всмысле точности) высотомера
надо использовать барометр+акселерометр+гироскоп, которые будут пытаться поправлять друг друга измеряя все доступные ускорения.
Оленеводческий кошмар 😛
А по-моему, все эти проблемы - от неправильно поставленной задачи. С моей кочки зрения, ошибка в +/-10м по высоте ни на что всерьез не влияет (если мы не ставим перед собой задачи автоматической или “слепой” посадки аппарата). Воздушную скорость и вариометр нужно действительно получать барометрически, а курсовые задачи решаются gps’ом. И то и другое - решения вполне обкатанные и недорогие.
Если же все-таки для какой-то цели позарез нужен автономный альтиметр с такой охренительной точностью, так на подобные задачи и приборы существуют совершенно отдельные. Для больших высот это будет - как совершенно верно сказал foxfly - радиовысотомер, а если оно требуется только при посадке - то наверняка можно будет обойтись ультразвуком… Если допустима “помощь с земли”, то берем канонический DGPS - и вот они, долгожданные сантиметры ! 😃
Но мне кажется, что все это называется “из пушки по воробьям”.