Автопилот - Авторулевой на катере

[weeFOX]

большая просьба у кого есть соображения, поделитесь пожалуйста

1. Надо понимать, что Вы обманываете задачу, при настройке автопилота крутить надо пароход, который крутиться со всеми своими полями. Можно подменить и покрутить в руках датчик, но это как бы без гарантий - покрутите пароход, сохранится ли эта проблема.
2. Надо разделить вопрос на два: точность показаний и задача управления автопилотом. Если Вы не собираетесь ходить по картам по створам по курсам (это когда створы размечены курсами в градусах туда-обратно), то Вам точность она зачем? Ну ошибается автопилот, да хоть на 45 градусов, лишь бы привел Вас в нужную точку или курс держал. В эфир не говорите просто каким курсом идете, называйте только координаты.
Фото курсов: автопилоты пользуются каждый своим датчиком, дисплей своим - и у каждого свой курс.

 

[александрик]

1. Надо понимать, что Вы обманываете задачу, при настройке автопилота крутить надо пароход, который крутиться со всеми своими полями. Можно подменить и покрутить в руках датчик, но это как бы без гарантий - покрутите пароход, сохранится ли эта проблема.
2. Надо разделить вопрос на два: точность показаний и задача управления автопилотом. Если Вы не собираетесь ходить по картам по створам по курсам (это когда створы размечены курсами в градусах туда-обратно), то Вам точность она зачем? Ну ошибается автопилот, да хоть на 45 градусов, лишь бы привел Вас в нужную точку или курс держал. В эфир не говорите просто каким курсом идете, называйте только координаты.
Фото курсов: автопилоты пользуются каждый своим датчиком, дисплей своим - и у каждого свой курс.
Посмотреть вложение 92925

Мне ещё магнитный компас нравится по рубке таскать. Пару мест есть где его курс с навигатором совпадает.

 

[ФРНК]

, при настройке автопилота крутить надо пароход,

Спасибо большое за ответ.Я и пытаюсь крутить пароход)). Первую попытку мы совершили еще с Мишей (Moysha1968) и Димой (dialmi). И с тех пор не преуспели, хотя датчик перевешивали не раз. Есть места где явно большая девиация - компас показывает ерунду. А нашли место где вроде бы девиации от судна нет. По крайней мере он показывает курс правильный и при вращении датчика (в этом конкретном месте) он четко показывает все как надо. Но сказка кончается когда заводим мотор и выходим в залив, начинаем крутить пароход вместе с датчиком. И датчик в этом же самом месте вдруг перестает крутиться. Я вот этого и не могу понять. Ведь если пароход наводит девиацию на магнитный компас, то компас должен врать и в положении когда сам компас вращается без парохода. По задаче точности я с Вами полностью согласен.

 

[weeFOX]

Ведь если пароход наводит девиацию на магнитный компас, то компас должен врать и в положении когда сам компас вращается без парохода.

Не факт, на Лисе аналогично нашли место где датчик автопилота показывает курс аналогичный компасу, только двинулись курс сместился, запустили настройку автопилота на ходу, в результате автопилот определил девиацию порядка 50 градусов.
Он постоянно на ходу ее подстраивает. Шлюз прошли, гарантированно увидите что он 10-15 градусов подстроит.

 

[Antel]

Ведь если пароход наводит девиацию на магнитный компас, то компас должен врать и в положении когда сам компас вращается без парохода.

Стоящие часы 2 раза в сутки показывают точное время. И тут точно так же. Нашли место где магнитное поле от парохода совпадает с магнитным полем земли.
Так то нужно чтобы компас стоял, а пароход крутился. Если при этом компас не будет сильно менять показания, то победили. Но в стальной рубке это ИМХО нереально. Только на немагнитной мачте. Причём лучше не на миделе, а в носу или на корме.

 

[Antel]

Сейчас вообще с измерением магнитного поля проблем нет. У меня обычный смартфон, Китаец:

Магнитное поле по 3 осям показывает + сумму считает.
Скачайте, полезная программа:

Бесплатная, показывает какие датчики в смартфоне имеются. Не реклама

 

[yurik_nsk]

заменить heading на cog не проблема если есть доступ к nmea. действительно, gps дает "правильный" курс, не зависимый от разных магнитных эффектов. на практике, при движении, на мой взгляд, точности gps хватает для любых навигационных целей даже на медленных скоростях.

но на стоянке-то оно не работает только в движении

можно разнести два приемника gps подальше и попробовать дифференциально измерить положение. не уверен, что хватит точности на наших размерах. а было бы интересно. у меня тоже магнитометр после установки на пароход начал дурить, но ему явно не нравится магнетрон радиолокатора придется подальше тащить, на рубке нет места...

 

[Antel]

но на стоянке-то оно не работает только в движении

Так на стоянке то и не нужно, это же авторулевой, он только в движении работает.
Хорошо бы от акселерометров коррекцию курса ввести конечно. При качке может быть актуально. Но скорее всего и без них работать будет.
В общем то смартфон по блютузу всё это передать может.

Ещё вариант по ветру ориентироваться...

 

[Greggi]

Не факт, на Лисе аналогично нашли место где датчик автопилота показывает курс аналогичный компасу, только двинулись курс сместился, запустили настройку автопилота на ходу, в результате автопилот определил девиацию порядка 50 градусов.
Он постоянно на ходу ее подстраивает. Шлюз прошли, гарантированно увидите что он 10-15 градусов подстроит.

вот! и только в случае, если он этого не может, появляется текст на дисплее, типа большая разница в показаниях (у меня автопилот от Raymarine, EV-200 ); такое иногда бывает, когда например прохожу под высоковольткой; прошел- исчезло. с самого начала ничего такого не хитрил, компас прикрутил под диваном на переборку в салоне (у меня пластик!!! НЕ железо!!), выехал, включил настройку, сделал чего просили (типа покрутись), получил ответ- настройка закончена, и все. да собственно на крайней парусной все было так же.
по железным пароходам- голландцы ставят либо деревянные, либо (реже) алу мачты, компас монтируют практически на топ и не заморачиваются.

 

[yurik_nsk]

Хорошо бы от акселерометров коррекцию курса ввести конечно. При качке может быть актуально. Но скорее всего и без них работать будет.

для магнитного сенсора коррекция по углу обязательна, иначе он и без девиации показывать будет всякую хрень.
а для gps крены не важны по определению

 

[Antel]

а для gps крены не важны по определению

Как это не важны? Посмотрите какую траекторию мачты на волне описывают. Если датчик там будет стоять, то скорость и курс туда-сюда будут меняться.
В рубке меньше конечно, но тоже заметно. А в центре парохода сигнала GPS нет

 

[yurik_nsk]

Посмотрите какую траекторию мачты на волне описывают. Если датчик там будет стоять, то скорость и курс туда-сюда будут меняться.

так это акселерометром просто так не убрать. придется длину мачты в расчет брать, причем от центра вращения судна. я нигде про такую коррекцию не читал. чота как-то сложно получается

 

[Antel]

так это акселерометром просто так не убрать. придется длину мачты в расчет брать, причем от центра вращения судна. я нигде про такую коррекцию не читал. чота как-то сложно получается

Длина мачты тут вообще ни при чём.
Исходить нужно из предположения, что пароход движется равномерно и прямолинейно, поэтому на акселерометр действует только притяжение земли. Если возникают другие ускорения, то нужно их интегрировать чтобы получить скорость датчика и потом эту скорость вычитать из показываевой GPS.
Реально не интегрировать конечно, иначе ошибки накопятся, а инерционное звено подключить с постоянной времени секунд 30 примерно.

 

[yurik_nsk]

инерционное звено подключить с постоянной времени секунд 30 примерно.

другими словами, отфильтровать сигналы, заведомо быстрые.
но для наших корпусов период качки будет порядка пяти секунд, и если сигнал с акселерометра фильтровать с предлагаемым временем, то от сигналов, вызванных качкой, ничего не останется. а среднее у них будет нулевым (ибо если нет - значит, мы переворачиваемся и вычитать будет нечего.
если исходить из того что пароход движется равномерно и прямолинейно, то и городить огород не стоит - померяли один раз курс, да и все. возиться имеет смысл, когда мы хотим видеть эволюции парохода с высоким разрешением по времени. а значит, различить по частоте изменение сигнала вызванное качкой и изменение сигнала, вызванное поворотом судна, не получится.

 

[Antel]

Сигнал с акселерометра это не скорость, а ускорение. Т.е. производная скорости по времени. Фильтруя её мы получаем скорость вызванную качкой. Причём чем больше постоянная времени фильтра, чем ближе он к интегратору, тем точнее получается скорость, вызываемая качкой, но и ошибки больше накапливаются. Понятно, что в среднем там будет 0, это же качка.
Вычитая из скорости по GPS скорость вызванную качкой мы получаем истинную скорость парохода, направление которой и нужно авторулевому.
Причём таким способом не вносится задержка, как при простейшей фильтрации скорости. А эта задержка может вызвать автоколебания.

 

[yurik_nsk]

Сигнал с акселерометра это не скорость, а ускорение. Т.е. производная скорости по времени. Фильтруя её мы получаем скорость вызванную качкой.

да неважно это ж качка, т.е. периодический же сигнал. синус. а производная от синуса будет тот же синус, только сдвинутый по фазе.
фильтруя ее, мы все равно получим ноль.
надо еще посмотреть, какая там задержка между изменением скорости и отработка выходными данными с приемника, может там все плохо и автоколебания будут определяться не нашими фильтрами а тупо качеством gps приемника.

 

[Antel]

Понятно, что в среднем получится 0, так и должно быть, это же качка. Но нас же не среднее интересует. А мгновенное зависит от коэффициента и может быть каким угодно большим.
А вообще то, нам нужно чтобы в курсе, получаемом из GPS, не было периодических синусоидальных колебаний вызванных волнами. Для этого я и предлагаю вычитать из него то, что получается при интегрировании показаний акселерометра.
Причём период собственных колебаний парохода тут практически значения не имеет, имеет значение период волны.
А так то конечно сначала нужно посмотреть какой там курс из GPS приходит. Может он вообще не подойдёт. Или придётся по координатам курс считать. Или...

 

[gromoverjetc]

Чуть чуть влезу в обсуждение... Немножко со стороны...

Задача многогранная. С одной стороны, нам нужно выдерживать курс. С другой,- линию на маршруте, с третьей,- противостоять перекосам судна, которые создаются, например, ща счет брочинга при кормовой волне...

Об ориентации судна, чтобы не уводило брочингом. По идее должно решаться акселерометрами.... Когда то я развлекался радиоуправляемыми вертолетами. Довольно крупными, ротор полтора метра. Хвост там удерживался отдельным электронным блоком, все его называли гироскоп, но по факту это набор акселерометров. При очень сложных нагрузках, хвост вертолета эта хрень держала идеально. Ниже прилеплю видео. Безумие на видео, это соревнования по 3д пилотированию... Обратите внимание, когда пилот осознанно не крутит хвост ветролета, хвост держится...

Вторая задача,- курс. Ну тут,при стабилизированном акселерометром корабле все просто, достаточно курса по gps, чтобы подруливать, и убирать накопившуюся ошибку акселерометров.


Я, собственно, ве верчу в башке мысль, сделать стабилизатор курса на вертолетном гироскопчике, типа такого.

Купить Align Гироскоп GP780 без серво по цене 2490 руб в Москве

Align Гироскоп GP780 без серво в наличии по низкой цене - 2490 руб. Оригинал ★★★. Быстрая доставка. ☎ +7 (495) 924-57-67.

www.rc-russia.ru

 

[Moysha1968]

Сам далеко не в теме, поэтому задам совсем уж наивный вопрос, а есть ли возможность при настройке и дальнейшей нормальной эксплуатации автопилота, заменить магнитный компас на какой-либо иной, не требующий такого геморроя?

 

[yurik_nsk]

есть ли возможность при настройке и дальнейшей нормальной эксплуатации автопилота, заменить магнитный компас на какой-либо иной, не требующий такого геморроя?

уже лет двести именно это и делают, ибо магнитными чудесами штурмана наелись досыта ну ладно, пытаются делать там все не так просто.
как только начнешь читать про гироскопы и их коррекции прецессий - сразу начинаешь думать, что магнитометр не такая уж и плохая вещь

берем гироскоп и относительно него рулим. все хорошо, но со временем он начинает показывать не туда. надо корректировать. берем магнитный сенсор, вычитаем из него сигнал гироскопа - получаем сигнал магнитной коррекции. его уже можно фильтровать, т.к. компоненты сигнала, вызванные эволюциями судна, убраны и сигнал "медленный" -в нем только прецессии гироскопа, широтная коррекция и магнитный шум. фильтруем очень узкополосным фильтром - получаем чистый сигнал. и вот им уже корректируем гироскоп. так работают системы, которые называются ТКС - "точная курсовая система".

но гироскоп - вещь сложная и дорогая. давайте придумаем чтонить современное. появились всевозможные MEMS-системы, которые используют современные достижения интегральных технологий чтобы делать как бы электронные гироскопы прям в чипах. это не совсем гироскопы, но вроде как можно с их помощью сохранять и выдерживать курс. автопилоты квадрокоптеров тому хороший пример.
с другой стороны, на больших пароходах с ростом точности gps появилась возможность просто мерять двумя приемниками координаты носа и кормы и вычислять таким образом курс. тут все зависит от качества спутниковой системы и приемника. но это имхо наиболее правильный путь для нас. не знаю, хватит ли базы в пять-десять метров для работы такой системы для нас.