Просмотр полной версии : Автопилоты Или Нечто Вроде
Собственно, дело в следующем - я занимаюсь нейротехнологиями в одном институте, и у нас появился грант, связанный с созданием нейроуправления для беспилотных летательных аппаратов. Очень небольшой, и не расчитаный на какие-то реальные продвижения в этой области, однако задача лично мне кажется интересной, и мне хотелось бы что-то сделать по существу.
Сам я к моделированию пока отношения не имею никакого, соответственно вопрос знающим людям - есть ли какие-либо существующие системы, позволяющие удерживать rc вертолет (или самолет) в заданном состоянии - хотя бы надежно обеспечивать висение? Более замысловатые маневры?
А у нас есть такой готовый самолет, беспилотный, куча электроники, телеметрия и т.п. Конечно без нейротехнологий, сам никаких решений не принимает, но летает в заданном районе, на заданной высоте и по заданному маршруту, сам взлетает, сам садится. Если интересно, можете пообщаться с автором.
Ну, самостоятельные решения - это разговор отдельный, в данный момент меня больше интересует возможность удерживать заданные параметры полета. Для самолета это в принципе проще, но взлет/посадка - это безусловно серьезное достижение - а где про это написано подробнее?
Заданные параметры полета, состояние модели, достаточно несложно удерживать с помощью гироскопов, а положение и высоту с помощью GPS.
Э... Тангаж и крен выдерживаются на гироскопах? Чисто интуитивно это кажется весьма проблематичным...
Высота по GPS в принципе решается, тут вопросов особых нет.
На сегодняшний день современные модельные гироскопы уровня GY401 c сервой S9254 cмогут легко удерживать вообще любой параметр положения модели. Если с помощью них можно удерживать хвост вертолета во время выполнения фигур 3D, то крен и тангаж для них не проблема.
Highlander
09.11.2007, 02:24
Э... Тангаж и крен выдерживаются на гироскопах? Чисто интуитивно это кажется весьма проблематичным...
Высота по GPS в принципе решается, тут вопросов особых нет.
Гкхм... А как, по-Вашему, работают автопилоты на "большой" авиации? http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/smile.png Другой вопрос насчёт дублирования\троирования систем, но это уже совершенно отдельная тема....
....Эхх. АБСУ, МГВ-1СК, ТКС-П2... Ностальгия.... http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/rolleyes.gif
Кстати, совершенно вылетело из головы! Есть же полные модельные автопилоты! Вот такой (http://maxxprod.com/pdf/ACC465.pdf) например.
Гкхм... А как, по-Вашему, работают автопилоты на "большой" авиации?
Снова-таки, я пока не знаю подробностей. Однако из того что я читал о самолетах, тангаж выдерживается с задействованием рулей.
Просто с гироскопами вот какой вопрос - насколько хорошо выдерживается параметр? Не возникнет ли смещение на что-то порядка 1 градуса за примерно 5 минут полета? (цифры конечно с потолка, но устойчивость таких порядков точности исключительно гироскопом обеспечить... Ну, можно, и в принципе точный расчет я конечно не делал, но интуитивно кажется что очень неслабый момент нужно ему придать).
И отдельный вопрос с удержанием динамического параметра - например, заданная угловая скорость.
Виктор, спасибо за ссылку! Это как раз то, что я хотел знать http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/rolleyes.gif
Собственно в чем недостаток этой модели автопилота - угол поворота рулей задается на земле и (я так понял) зависит параметров полета скачкообразно. Для моделей такого наверное достаточно, но нам с этим предстоит бороться - в далеком будущем предполагается использование технологии совсем не на моделях.
Serge1972
09.11.2007, 09:55
Вот тут (http://technosport.narod.ru/Info/autopilot/autopilot.htm) статейка в общих чертах об оптических автопилотах
Все дело в том, что для устранения отклонения по курсу гироскоп не поможет, он компенсирует только эволюции самолета в случае ударов ветра, термиков, турбулентности и т.п., а на курсе его надо держать курсовыми устройствами, которые понимают положение в пространстве и корректируют курс, типа GPS, лазера или оптики.
Все дело в том, что для устранения отклонения по курсу гироскоп не поможет
Мне это казалось логичным, но т.к. я в этой области не разбираюсь, и поступил несколько противоречащий ответ - я решил уточнить.
Разумеется, полноценному автопилоту нужен блок акселерометров - для получения точных значений линейной и угловой скорости и ускорения, и GPS для коррекции положения в пространстве по мере накоплений ошибок акселерометров. Хотя в нулевом приближении я думаю обойтись камерой - анализируя изображение, можно получить приблизительные значения скоростей, что даст минимальные данные для задачи стабилизации. И разумеется все хозяйство будет первое время работать на компьютере, передавая управление по каналу связи.
Но суть проблемы в другом. Автопилот, который на отклонение от заданного положения отвечает вшитой командой "привести такой-то орган управления в положение N1/2/3" уже давно есть, и не пригоден для выполнения сложных маневров около предела возможностей техники. Необходимо создать модуль, который анализируя состояние аппарата и сравнивая его с целью, будет производить плавную и, что немаловажно, оптимальную коррекцию органов управления.
А я бы на вашем месте основной упор сделал все таки на GPS. И позиция и высота и скорость. А топопривязку можно через интернет откуда-нибудь брать, типа map.google или изначально топокарту маршрута закачивать
А по поводу управления, тут уже ваша программа должна работать. Задачка на уровне кубика Рубика. Есть текущее положение в пространстве, нужно перейти к новому положению и стабилизировать полет. Какими рулями работать и как - это уже вам решать. Это как в вопросе "Как муха садится на потолок? Полубочкой? Или полупетлей?" http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/rolleyes.gif
Но если стоит задача поднять вертолет и положить его на заданный курс, GPS тут поможет очень слабо - точность хорошо если полметра, частота обновления 1 секунда (насколько я видел у доступных моделей), ориентация не определяется. Тут речь идет о системе, которая в конечной фазе развития могла бы легко завести вертолет в нужную дверь, не думаю что это возможно без комплекта инерциальных датчиков.
А по поводу управления, тут уже ваша программа должна работать. Задачка на уровне кубика Рубика. Есть текущее положение в пространстве, нужно перейти к новому положению и стабилизировать полет. Какими рулями работать и как - это уже вам решать.
Ну, допустим система навигации верхнего уровня ("штурман") говорит: перейти к состоянию с таким-то креном, таким-то тангажом, выдерживать угловые скорости такими-то, высоту такой-то. Решение на этом уроне принимается без проблем.
Но о том, какие рули и насколько нужно для этого сместить принимает "пилот". И вот задача - мы сейчас выполняем определенный сложный маневр, и нужно изменить положение рулей так, чтобы прийти к некоторому новому состоянию. По-моему весьма нетривиальная задача, т.к. реакция на _одинаковое_ изменение состояния того или иного руля зависит от исполняемого в данный момент маневра.
Но ведь положение рулей при выполнении маневра можно считать положением, обеспечивающим, в первом приближении, статическое состояние для последующего маневра, из которого нужно перейти к следующему маневру, а значит добавить некую дельту с нужным знаком к текущему положению рулей.
В первом приближении действительно можно считать, что направление изменения нам известно (про статическое состояние не вполне понял, совершенно не факт что в данный момент мы действительно удерживаем заданные параметры, возможно как раз сейчас выполняется стабилизация). Но конкретные углы поворота рулей - неизвестны, и они зависят не только от расстояния до цели, но и от текущего состояния.
по ошибке отправил, закончу мысль:
Между прочим, есть такая замечательная функция - РЕДАКТИРОВАНИЕ! http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/rolleyes.gif
Между прочим, есть такая замечательная функция - РЕДАКТИРОВАНИЕ! http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/rolleyes.gif
И это первый форум, на котором я не могу ее найти http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/smile.png
UPD: с 10м сообщением я перешел в группу "постоянные пользователи" и она стала доступной.
Просто путанно сформулировал. Я имел ввиду, что в момент, когда в выполняемый маневр добавляются какие-либо изменения - это уже новый маневр и рассматривать его нужно с точки зрения нового набора движений рулями.
А вообще, чтобы не путаться в дальнейшем, просто возьмите передатчик, подключите его к компу и попробуйте поуправлять моделью в симуляторе. Когда почувствуете это руками, многие вопросы отпадут сами собой.
Ну, рассмотрим с точки зрения нового маневра. Но проблема-то в чем - если из висения нужно повернуться на 45 градусов, управление будет не таким, как если на 45 градусов нужно повернуться из движения по некоторому курсу. И очень сильно не таким, если сейчас вертолет в сложном маневре (например, если есть существенный крен, то поворот может оказаться более оптимальным, если задействовать также изменение угла атаки - хотя при висении это не нужно).
Я вот руками МикроМоскитом (совершенно случайно мне его не так давно подарили) поуправлял некоторое время - и вопросы ни разу не ушли, скорее наоборот. Например, при изменении оборотов двигателя меняется курс, нужно это компенсировать. Также все очень не гладко при изменении тангажа. И простыми "влево-до-упора/вправо-до-упора" стабильность ему не обеспечить...
Работа с симулятором - вопрос отдельный, у нас один человек занимается исключительно компьютерным моделированием, использует популярный симулятор (не для моделей, для реальных самолетов), и разумеется там все будет проверяться отдельно.
Но - на данный момент далеко не все эффекты умеют симулировать, особенно сильно нелинейные (а они являются критичным препятствием для автопилотов). И если что-то работает на симуляторе - совершенно не факт, что оно будет работать на реальной машине. Именно поэтому я занялся реальными моделями - если система будет и на них работать, это уже кое-что.
Уважаемый 3d6. Посмотрите эту ссылочку
http://www.rcmarket.org/product.php?produc...=141&page=1 (http://www.rcmarket.org/product.php?productid=14432&cat=141&page=1)
Это так называемый автопилот, а точнее горизонтальный стабилизатор. Причем 3Д. Я таким пользовался. Работает замечательно. Модель вертолета держит в горизонте просто прелесть. Только остается работать газом, посадки либо набора высоты. В инете есть куча видео как он работает и описаний. Да и Киеве есть такая штучка в продаже.
Да, стабилизация висения производится как нормальном, так и в перевернутом полете.
Уважаемый 3d6. Посмотрите эту ссылочку
Спасибо за ссылку, интересная штука. Жаль, они даже на сайте разработчика не пишут, каким образом генерируются корректирующие сигналы при смене положения. Исходя из описания настройки (постепенное повышение уровня реакции), можно было бы думать, что при отклонении подается просто заранее заданный импульс коррекции... Но не факт, как минимум ничего не мешает сделать линейную коррекцию, в нелинейную как-то не верится, но потенциально тоже возможно... Также в более продвинутой версии этого девайса (HeliCommand) упоминается автонастройка за 7 секунд при удержании пилотом устойчивого положения, тоже очень интересно какие именно параметры определяются за это время...
В общем, какие результаты нужно превзойти уже понятно http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/blink.png Осталось разобраться, как это сделать...
..., не думаю что это возможно без комплекта инерциальных датчиков.
если не ошибаюсь, то гироскоп и акселерометр и есть исходные датчики для инерциальной математики... http://forum.modelka.com.ua/public/style_emoticons/<#EMO_DIR#>/smile.png
Powered by vBulletin® Version 4.2.1 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot