Official topic: multicotteri con arduino!

[milvusmilvus]

buona l' idea di mettere piu wievpoint per aggiustare la rotta, comunque, io non è che non voglia fare un sistema con 64bit di profondità, voglio farne uno che possa funzionare con arduino, il mio gps sul cellulare, non ha un porcesore a 64bit, e mi porta ai punti voluti, li come riferimento ho il terreno, ovvimante non sarà precisissimo, ma per un sistema di navicazione casalingo credo che sia piu che sufficente, anche i dispositivi gps militari (che quasi sempre sono i piu evoluti.. purtroppo) non hanno una precisione assoluta, infatti i bersagli vengono illuminati con dei laser se richiedono piu precisione.
riguardo al montare 2 gps, questo ridurrebbe l' errore, basta fare una media dei 2 punti rilevati, ma almeno nel mio caso,  se la precisione è attorno al metro, sarei piu che soddisfatto

[lestofante]

Un GPS decente di ultima generazione, con EGNOS disponibile, garantisce un circolo di confusione di circa 3 metri, la precisione/risoluzione ti serve sempre e comunque perché i conti li devi fare con i giusti valori, se cominci ad arrotondare pure quelli puoi dire addio alla precisione della rotta.

si può creare un tipo doi dato, o meglio una classe, che gestisca la matematica... insomma un tipo di dato apposito, basandosi sul codice che è usato per float o partendo da 0. Non dovrebbe essere troppo difficile, magari esiste già

Se dici che quel chip non è altro che un micro "tarpiato", tanto vale usare un secondo GPS.
Un mio amico ha fatto un esperimento (in 2D) di una barra con eliche ai limiti che tende a raggiungere un punto; ha usato un PID per il mantenimento dell'orientamento, uno per la gestione dell'altezza, e uno per gestire la traslazione destra sinistra. Per il resto ha usato coordinate attuali e coordinate di arrivo.


Il problema però è che buona parte dei GPS (economici) viaggiano a 1Hz, massimo 10Hz, quindi sono forse un pò troppo lenti per essere usati da soli e bisognerebbe calcolare (o meglio stimare) lo spazio percorso in modo da poter rendere più veloce il loop di "posizionamento" usando la posizione attuale stimata. Direi che tutto questo lo farei fare a un micro apposta.

Il problema è molto complesso e non si può affrontare su un forum, ti consiglio di scaricarti un po di documentazione su come funziona il gps, i sistemi geodeteci, in particolare il WGS 84, e la matematica necessaria per convertire le coordinate GPS in una rotta, così ti rendi conto da solo che la cosa non è semplice da gestire.

hai qualche spunto da cui iniziare? io pensavo di cavarmela usando l'algebra lineare.. qualcosa tipo calcolare la retta (3D) che congiunge partenza e destinazione, poi proiettarla su una sfera

[superlol]

scusate ma un quadri dubito riuscirà a volare per il tempo necessario a raggiungere 1km quindi non capisco perchè fasciarci la testa sulle 3 dimensioni.

il più dei quad ormai monta un altimetro di precisione basato su un barometro e ha uno scarto di pochi centimentri se non millimetri.

inoltre possiamo prendere la superficie terrestre come un piano per brevi tratti, un UAV come quello che intendete voi che possa volare per una lunghezza per cui la rotazione della terra incide (diciamo 3-4km?) non è fattibile con un quadricottero, 4 motori = 4 spinte = 4 volte il consumo.

un quadri in media vola a 40km/h per 15 minuti, raggiungerebbe nei casi migliori diciamo il km.

[astrobeed]

voglio farne uno che possa funzionare con arduino,

Con Arduino non puoi fare navigazione in real time su un UAV perchè non ha abbastanza potenza di calcolo.
Intendiamoci nulla vieta di implementare routine matematiche a 64 bit su una cpu a 8 bit, del resto le prime calcolatrici tascabili scientifiche utilizzando processori a  8 bit, gettonatissimo lo Z80, e facevano calcoli precisissimi con risoluzione anche maggiore di 64 bit, però erano lente, per fare un logaritmo, una esponenziale  o una qualunque operazione trigonometrica ci mettevano decimi di secondi, i calcoli di rotta richiedono decine di queste operazioni per ogni iterazione.

il mio gps sul cellulare, non ha un porcesore a 64bit, e mi porta ai punti voluti, li come riferimento ho il terreno,

Il tuo cellulare ha sicuramente un processore a 32 bit, un ARM, un MIPS o un Freescale, da qualche centinaio di MHz, potrebbe avere anche un DSP, e di sicuro non ha problemi a macinare calcoli a 64 bit.

anche i dispositivi gps militari (che quasi sempre sono i piu evoluti.. purtroppo) non hanno una precisione assoluta, infatti i bersagli vengono illuminati con dei laser se richiedono piu precisione.

Se ti dico la reale precisione di un GPS militare mi arrestano, sono informazioni riservate, ti dico solo che è migliore di quello che pensi, però il GPS, sulle armi, viene utilizzato esclusivamente sui missili a lunga gittata, p.e. i cruise,  e non è lo strumento di rotta primario.
Sulle armi ad uso immediato, come le bombe intelligenti, si usano gli illuminatori laser perché non servirebbe a nulla un GPS in questo caso, non perché non offre la necessaria precisione, ma perché è impossibile prendere al volo le coordinate del bersaglio ed è necessario un certo tempo per avviare il gps ed ottenere il fix, per non parlare del fatto che è facilissimo disturbarlo e che potrebbe essere non disponibile per via delle condizioni meteo.

[milvusmilvus]

Con Arduino non puoi fare navigazione in real time su un UAV perchè non ha abbastanza potenza di calcolo.
Intendiamoci nulla vieta di implementare routine matematiche a 64 bit su una cpu a 8 bit, del resto le prime calcolatrici tascabili scientifiche utilizzando processori a  8 bit, gettonatissimo lo Z80, e facevano calcoli precisissimi con risoluzione anche maggiore di 64 bit, però erano lente, per fare un logaritmo, una esponenziale  o una qualunque operazione trigonometrica ci mettevano decimi di secondi, i calcoli di rotta richiedono decine di queste operazioni per ogni iterazione.

per real time, intendevo 0,5s o 1s, cosi da poterle fare comunqe, ovviamente ad una certa distanza deve inziare a rallentare...

Il tuo cellulare ha sicuramente un processore a 32 bit, un ARM, un MIPS o un Freescale, da qualche centinaio di MHz, potrebbe avere anche un DSP, e di sicuro non ha problemi a macinare calcoli a 64 bit.

mi hai fatto venire un dubbio.... ora mi informo

Se ti dico la reale precisione di un GPS militare mi arrestano, sono informazioni riservate, ti dico solo che è migliore di quello che pensi, però il GPS, sulle armi, viene utilizzato esclusivamente sui missili a lunga gittata, p.e. i cruise,  e non è lo strumento di rotta primario.
Sulle armi ad uso immediato, come le bombe intelligenti, si usano gli illuminatori laser perché non servirebbe a nulla un GPS in questo caso, non perché non offre la necessaria precisione, ma perché è impossibile prendere al volo le coordinate del bersaglio ed è necessario un certo tempo per avviare il gps ed ottenere il fix, per non parlare del fatto che è facilissimo disturbarlo e che potrebbe essere non disponibile per via delle condizioni meteo.

per quanto siano precisi dubito che scendano sotto i 10cm, 1 perche è inutile per un missile , 2 perche anche una variazione di pressione atmosferica influisce sulla velocità del onda che invia il sengale

[astrobeed]

il più dei quad ormai monta un altimetro di precisione basato su un barometro e ha uno scarto di pochi centimentri se non millimetri.

Esagerato, è già tanto se l'altimetro ha una precisione al singolo metro con una risoluzione di circa 50 cm, e per ottenere questi risultati oltre ad usare un buon sensore c'è pure da fare un discreto numero di calcoli abbastanza complicati.

inoltre possiamo prendere la superficie terrestre come un piano per brevi tratti, un UAV come quello che intendete voi che possa volare per una lunghezza per cui la rotazione della terra incide (diciamo 3-4km?) non è fattibile con un quadricottero, 4 motori = 4 spinte = 4 volte il consumo.

Forse non mi sono spiegato bene, il problema è nel come il GPS fornisce le coordinate, sono riferite ad un ben preciso modello geodetico, tipicamente il WGS84, ed è per questo motivo che tocca ragionare in geometria sferica.
Altro dettaglio, tra due punti cartesiani posti a quote diverse se non tieni conto del fatto che il percorso è in discesa, o in salita, ottieni un grosso errore se le consideri semplicemente su un piano, bastano poche decine di metri in differenza di quota per accumulare errori di molti metri sul piano, ed ecco che torniamo al 3D con tutti i calcoli relativi.

[ratto93]

Con Arduino non puoi fare navigazione in real time su un UAV perchè non ha abbastanza potenza di calcolo.
Intendiamoci nulla vieta di implementare routine matematiche a 64 bit su una cpu a 8 bit, del resto le prime calcolatrici tascabili scientifiche utilizzando processori a  8 bit, gettonatissimo lo Z80, e facevano calcoli precisissimi con risoluzione anche maggiore di 64 bit, però erano lente, per fare un logaritmo, una esponenziale  o una qualunque operazione trigonometrica ci mettevano decimi di secondi, i calcoli di rotta richiedono decine di queste operazioni per ogni iterazione.

per real time, intendevo 0,5s o 1s, cosi da poterle fare comunqe, ovviamente ad una certa distanza deve inziare a rallentare...

Il tuo cellulare ha sicuramente un processore a 32 bit, un ARM, un MIPS o un Freescale, da qualche centinaio di MHz, potrebbe avere anche un DSP, e di sicuro non ha problemi a macinare calcoli a 64 bit.

mi hai fatto venire un dubbio.... ora mi informo

Se ti dico la reale precisione di un GPS militare mi arrestano, sono informazioni riservate, ti dico solo che è migliore di quello che pensi, però il GPS, sulle armi, viene utilizzato esclusivamente sui missili a lunga gittata, p.e. i cruise,  e non è lo strumento di rotta primario.
Sulle armi ad uso immediato, come le bombe intelligenti, si usano gli illuminatori laser perché non servirebbe a nulla un GPS in questo caso, non perché non offre la necessaria precisione, ma perché è impossibile prendere al volo le coordinate del bersaglio ed è necessario un certo tempo per avviare il gps ed ottenere il fix, per non parlare del fatto che è facilissimo disturbarlo e che potrebbe essere non disponibile per via delle condizioni meteo.

per quanto siano precisi dubito che scendano sotto i 10cm, 1 perche è inutile per un missile , 2 perche anche una variazione di pressione atmosferica influisce sulla velocità del onda che invia il sengale

Il mio telefono è del 2008 ed ha una CPU qualcomm a 540Mhz :P

[astrobeed]

2 perche anche una variazione di pressione atmosferica influisce sulla velocità del onda che invia il sengale

Questa non l'ho capita, il GPS usa onde radio micrometriche, la pressione atmosferica non ha nessun effetto sulla velocità del segnale.
Forse volevi dire che tocca tenere conto degli effetti relativistici dovuti alle differenze di velocità e gravità tra l'orologio del ricevitore sulla terra e l'orologio posto sul satellite, errore che ha un valore massimo di circa 23 ns però varia in funzione della posizione orbitale del satellite e deve essere calcolato ad ogni ciclo di ricezione.

[milvusmilvus]

Questa non l'ho capita, il GPS usa onde radio micrometriche, la pressione atmosferica non ha nessun effetto sulla velocità del segnale.
Forse volevi dire che tocca tenere conto degli effetti relativistici dovuti alle differenze di velocità e gravità tra l'orologio del ricevitore sulla terra e l'orologio posto sul satellite, errore che ha un valore massimo di circa 23 ns però varia in funzione della posizione orbitale del satellite e deve essere calcolato ad ogni ciclo di ricezione.

veramente mi riferivo al fatto che le onde radio nel vuoto viaggiano a 300'000 km al secondo, nell aria a un po meno, con la pressione diferente dell aria la variazione c'è, anche se forse è trascurabile, poi come hai detto tu c'è l' errore dovuto agli orologi....non si avrà mai una precisione al mm.

i medoti di navigazione posso essere:
1) dico allo uav di fare 100m verso nord, lui a causa della circonnferenza terrestre avra un certo errore(non calcolando a 64bit)
2) dico di recarsi ad un certo punto, caloca l' itinerario iniziale e lo raggiunge con un certo errore(non calcolando a 64bit)
3)dico di recarsi ad un certo punto, caloca l' itinerario iniziale e lo raggiunge con un certo errore, ripete il calcolo e riduce l' errore, e cosi via (non calcolando a 64bit)

io invece, volevo fare un sistema molto piu grezzo, e semplice, in pratica siccome per 2 punti passa solo una linea retta(per semplificare supponiamo i punti alla stessa altezza da terra, e senza ostacoli tra di loro)
una bussola di bordo dice in che direzione è rivolto il mezzo, si calcola l' angolazione rispetto a questo verso del punto di arrivo, e si fa ruotare di tot gradi, poi sapendo la distanza(ricalcolandola ogni secondo) mi dirigo verso il viewpoint, quando la distanza sarà inferiore ad un certo numero si ferma. come non farlo schiantare a terra?? n sensore gli dice di mantenere un altezza costante.

approposito, oltre ai barometri, che non sono precisissimi, ed agli ultrasuoni, che funzionano solo a piccole distanze, ci sono dei telemetri laser per arduino?

[astrobeed]

approposito, oltre ai barometri, che non sono precisissimi, ed agli ultrasuoni, che funzionano solo a piccole distanze, ci sono dei telemetri laser per arduino?

Come sensore altimetrico usa usa il BMP085, facilmente reperibile e costa 7 Euro (solo chip), ho avuto modo di provarlo a lungo e posso confermare che la risoluzione riportata dal data sheet, circa +/- 25 cm, è reale anche se al costo di una serie abbastanza complessa di calcoli, ovviamente deve essere installato all'interno di una camera con presa d'aria statica.
Gli ultrasuoni puoi usarli solo per l'avvicinamento finale al suolo, diciamo da tre metri fino all'atterraggio, c'è il problema che i classici sensori a 40 kHz funzionano malissimo sull'erba e sono facilmente influenzati dalle armoniche delle vibrazioni dovute ai rotori, per quanto equilibri ci saranno sempre, l'ideale è utilizzare sensori a 200 kHz, purtroppo non facilmente reperibili e costosetti.
Un telemetro laser è un oggetto abbastanza ingombrante, pesante e molto costoso, il più economico che puoi trovare è il metro laser della Stanley, circa 100 Euro, però non prevede nessuna interfaccia, tocca hackerarlo, e ci mette diversi secondi per fare la misura, praticamente inutile.
Tra parentesi stavo valutando proprio in questi giorni la realizzazione di un progetto Arduino Based che ho battezzato AlVarIno, è un Altimetro con Variometro realizzato con il BMP085 e un micro dedicato (devo decidere quale) che fa tutti i conti e fornisce direttamente la quota e il rateo di salita/discesa aggiornandoli 30 volte al secondo, il tutto interrogabile tramite I2C o Seriale/RS485.

[lestofante]

io invece, volevo fare un sistema molto piu grezzo, e semplice, in pratica siccome per 2 punti passa solo una linea retta(per semplificare supponiamo i punti alla stessa altezza da terra, e senza ostacoli tra di loro)
una bussola di bordo dice in che direzione è rivolto il mezzo, si calcola l' angolazione rispetto a questo verso del punto di arrivo, e si fa ruotare di tot gradi, poi sapendo la distanza(ricalcolandola ogni secondo) mi dirigo verso il viewpoint, quando la distanza sarà inferiore ad un certo numero si ferma. come non farlo schiantare a terra?? n sensore gli dice di mantenere un altezza costante.

Io chiedevo perchè mi serve per grosse distanze, e non nell'ambito quadricottero..
per piccole distanze secondo me con coordinate cilindriche o sferiche risolvi tutti i tuoi problemi (dipende da come vuoi implementare il controllo sull'altezza)

[milvusmilvus]

ovviamente pirma si provera con altezze uguali.... poi si implementa il controllo del altezza dal suolo, che non dovrebbe essere difficile da tenere con un il multiwii, il controllo si puo fare con un barometro per grandi altezze, o con un sensore ad ultrasuoni

non si puo costruire con arduino un telemetro laser??? il funzionamente è abbastanza semplice, ma non ho capito come fa a capire quanto il laser colpisce l' oggetto, non credo che venfa riflesso per centinaia di metri...

[FEDERICO]

un quadri in media vola a 40km/h per 15 minuti, raggiungerebbe nei casi migliori diciamo il km.

Veramente se uno fa 40km in 1 ora, in 15 minuti che e' 1/4 di ora fa 40/4km, quindi ne fa 10, non 1.
In tutti i video che ho visto, quelli che li lanciavano "a bomba" facevano il km in un attimo...
F

[milvusmilvus]

un quadri in media vola a 40km/h per 15 minuti, raggiungerebbe nei casi migliori diciamo il km.

Veramente se uno fa 40km in 1 ora, in 15 minuti che e' 1/4 di ora fa 40/4km, quindi ne fa 10, non 1.
In tutti i video che ho visto, quelli che li lanciavano "a bomba" facevano il km in un attimo...
F

io ho visto video di tricotteri che toccavano punte di 60 km/h ma lanciandoli al massimo della potenza consumano molto di piu.... e la durata arriva a 5 min....

[astrobeed]

io ho visto video di tricotteri che toccavano punte di 60 km/h ma lanciandoli al massimo della potenza consumano molto di piu.... e la durata arriva a 5 min....

La velocità massima arriva senza problemi anche oltre i 100 km/h, esattamente come per un modello di elicottero.
Un classico errore è confondere la potenza necessaria per accelerare e quella necessaria per il volo, quando si passa dal volo stazionario a quello traslato le quattro eliche diventano a tutti gli effetti un'ala con la conseguente portanza, più veloci si vola e meno potenza serve per sostenere il mezzo.
Ovviamente c'è un punto oltre il quale la resistenza aerodinamica invalida l'effetto portante dei rotori e serve maggiore potenza per volare rispetto a quella per il volo stazionario.
Quale sia la velocità massima per il volo traslato ove si raggiunge la massima efficienza, cioè minor consumo di energia in funzione dello  spazio percorso, dipende da molti fattori, però mi sento di azzardare che per un quadricottero ben costruito sia attorno ai 30-35 km/h, diciamo che se in hovering le batterie durano 10 minuti in questa condizione di volo durano almeno 13-14 minuti.