GPS met servo's en duiktank

[Blup-blup]

Heren en dames!

Ik wil graag een duikboot op basis van GPS rond laten varen. Nu heb ik begrepen dat er voor modelhelikopters systemen bestaan, maar dat die werken met airflight. Ik vroeg me af of het mogelijk is om een gps gecontroleerd systeem, servo's aan te laten sturen.
Ik denk dat de aandrijving geen probleem zal worden, omdat dat in principe hetzelfde signaal kan zijn als bij een helikopter.
Daarnaast is het wel belangrijk dat een duiktank aangestuurd moet worden, om te duiken of te drijven.
Verder nog de vraag of telemetrie mogelijk is! Zodat ik live kan zien waar ie zich bevindt. Is dit dan direct te integreren met het GPS systeem, of zijn daar aparte componenten voor nodig?

Thank you all for reading!

[N.P.S.]

Onder water is er geen GPS-ontvangst...

[Richardcj]

Soms is het kiezen van je vaarwater DE oplossing!
Helder water...bijv. een zwembad?

gr Richard

[Blup-blup]

Dat zal geschieden door een GPS ontvanger in een vlotter! Iemand nog meer bijdragen Misschien eentje welke wel antwoord geeft op de vraag haha.

[Ernst Grundmann]

GPS is hoe dan ook ongeschikt voor dit soort toepassingen. Zoals al is opgemerkt de signalen van de GPS satellieten dringen niet diep genoeg in het water door. Dan denk je dat op te lossen door de antenne op een vlotje boven water te laten drijven. Dat zou op zich nog wel gaan maar dan loop je tegen het tweede probleem op.
De GPS is niet nauwkeurig genoeg hiervoor. De nauwkeurigheid van het GPS systeem zoals het nu in gebruik is, is ongeveer 20 meter. Jij kan dus met je (onderwater)boot in een water varen van 10 meter breed en of jet nu aan de linker kant of de rechter kant van het water vaart kan op de uitlezing soms niets uitmaken.
Tijdens het rijden met je auto mark je niet zo snel dat het navigatie systeem er 20 meter naast kan zitten. Hoewel als je goed oplet merk je het wel. Vooral op plaatsen waar de weg veel rijstroken heeft of als er een parallel baan is. Het ene moment "denkt" het navigatie systeem dat je op de hoofd rijbaan rijdt en het andere moment dat de op de parallel baan rijdt.
Dus met zo'n kleine boot gaan varen en de GPS als besturing gebruiken? Sorry maar dat zal niet goed aflopen.

[Blup-blup]

En zelfs dan wil ik het erop wagen Als jullie het niet erg vinden. Ik denk trouwens dat de nauwkeurigheid van de GPS module een stuk minder is. ( 3 a 4 meter max en dat is acceptabel omdat het een behoorlijk groot stuk afgezet water is waar hij tot zijn recht moet komen!) Maar bedankt voor het kritisch meedenken!
Maar kan iemand me ook antwoord geven of, bijvoorbeeld de mikrocontroller systemen voor servos gebruikt kunnen worden? Of dat er misschien een ander ideetje is om de aansturing te regelen?

[Ernst Grundmann]

Oorspronkelijk geplaatst door Blup-blup

En zelfs dan wil ik het erop wagen Als jullie het niet erg vinden. Ik denk trouwens dat de nauwkeurigheid van de GPS module een stuk minder is. ( 3 a 4 meter max en dat is acceptabel omdat het een behoorlijk groot stuk afgezet water is waar hij tot zijn recht moet komen!) ...

Sorry maar dat is echt niet zo. Ga maar eens op zoek naar de specificaties van het GPS systeem. Doordat men "selective availability" gebruikte was de nauwkeurigheid van het GPS systeem voor de particuliere gebruiker ergens tussen de 50 en 100 meter. Met ingang van 1 mei 2000 heeft de Amerikaanse overheid de "selective availability" uitgeschakeld. Nu is de nauwkeurigheid ongeveer 20 meter!
Die afstand varieert behoorlijk, afhankelijk van wie het schrijft zie je waardes van 15 meter (volgens Garmin) tot 30 meter (volgens Wikipedia). Mijn ervaring (ik werk nu bij een firma die ritregistratie systemen voor auto's maakt) verteld mij dat 20 meter heel dicht bij de werkelijkheid zit.

Ja, met de "gewoon" verkrijgbare apparatuur is een grotere nauwkeurig mogelijk. Tot zelfs 30 centimeter maar dat is alleen voor stationaire systemen. Het duurt namelijk heel lang (>10 minuten) om een dergelijke nauwkeurigheid te bereiken. Voor bewegende systemen is dit NIET haalbaar.

Er zijn nog meer manieren om een grotere nauwkeurigheid te bereiken. Één voorbeeld is door gebruik te maken van signalen uitgezonden door zenders die op aarde staan. Door gebruik te maken van dergelijke signalen kan een nauwkeurigheid gehaald worden van 3 cm! Overigens ook alleen met stationaire metingen, niet voor bewegende metingen!
Met de gewone in de handel verkrijgbare apparatuur is dit dus onmogelijk. Het wordt voor zo ver ik weet alleen gebruikt door de landmeetkundige dienst (kadaster) en alleen als dergelijke zeer nauwkeurige metingen noodzakelijk zijn.

[Blup-blup]

Hey Ernst!

Ja jij zou het vast wel beter weten als ik het zo hoor! Maar zoals ik eerder zei, nauwkeurigheid is ook niet het belangrijkste. Het ging meer om het feit dat de duikboot gecontroleerd bochten kan maken en daarmee rekening houdt met de stroming.

Dat is de primaire functie van het hele systeem. Dat er eenvoudig naar de startpunt gevaren kan worden is secundair en dat is niet direct een eis. Daarom is mijn keuze gevallen op GPS omdat die naar mijn weten het beste geschikt is voor dit.

Uitgaande van het positieve zit ik nu nog met de vraag of de servos aangestuurd kunnen worden door zo'n systeem?

[Ernst Grundmann]

Oorspronkelijk geplaatst door Blup-blup

...... Maar zoals ik eerder zei, nauwkeurigheid is ook niet het belangrijkste. Het ging meer om het feit dat de duikboot gecontroleerd bochten kan maken en daarmee rekening houdt met de stroming.
Dat is de primaire functie van het hele systeem. Dat er eenvoudig naar de startpunt gevaren kan worden is secundair en dat is niet direct een eis. Daarom is mijn keuze gevallen op GPS omdat die naar mijn weten het beste geschikt is voor dit.

Helaas zie je dat totaal verkeerd, de nauwkeurigheid is zeer belangrijk. Kijk maar eens naar de tekening hieronder. Je vaart hier met je boot in een ovale vijver.



Je (duik)boot bevind zich in positie A en je wilt dat hij een route gaat varen zoals aangegeven door de groene lijn. Door de onnauwkeurigheid wordt de positie aangegeven door B aan de besturingscomputer in de boot doorgegeven. Om de groene lijn te volgen zal de boot eerst naar links moeten gaan om volgens de gestippelde rode lijn naar de groene lijn te gaan. Helaas bevind de boot zich niet in positie B maar in positie A. Met andere woorden de boot zal de route aangegeven door de rode lijn volgen. Ik denk dat je zelf wel kan zien wat er dan fout gaat.

Oorspronkelijk geplaatst door Blup-blup

.... Uitgaande van het positieve zit ik nu nog met de vraag of de servos aangestuurd kunnen worden door zo'n systeem?

Dat hoeft geen probleem te zijn. Je moet natuurlijk de nodige software daarvoor schrijven maar servo's aansturen door een computer is niet echt moeilijk.
Maar denk er goed aan dat de GPS signalen echt niet door water gaan dus voor een duikboot is het echt onmogelijk. En het idee om een drijvende GPS antenne te gebruiken lijkt een goed idee maar ook dat zal niet goed werken. De antenne sleept ALTIJD achter de boot aan dus krijg je een andere locatie door dan de werkelijke. De onnauwkeurigheid van het GPS systeem wordt daardoor alleen nog maar groter.
Je hebt wel één belangrijk voordeel en dat is dat de boot vrij langzaam beweegt. Hierdoor zal de nauwkeurigheid groter zijn en die 20 meter die ik opgaf zal misschien terug lopen tot 10 meter. Helaas lijkt me dat nog steeds vrij veel of je moet echt in een heel groot water varen zodat je niet snel ergens tegen aan komt als je de boot autonoom gaat laten varen.

Dat dit echt een belangrijk probleem is verzin ik niet zo. Echt waar, ik vind dit een prachtig project maar helaas zal het niet werken. Er zijn al heel veel mensen die iets soortgelijks hebben geprobeerd. Sommige kwamen verder dan anderen maar er is tot nu toe nog nooit iemand geweest die "de prijs" heeft gewonnen. Ik kan me herinneren dat een aantal jaren geleden er een soort van wedstrijd werd uitgeschreven door het Amerikaanse leger. Iedereen kon een voertuig maken dat autonoom een bepaalde route moest rijden en hierbij allerhande obstakels moest ontwijken.
Die route liep ergens door de woestijn en was voor zo ver ik me herinner ongeveer 160km (100 mijl) lang. Met behulp van stafkaarten en dergelijke werd de computer geprogrammeerd om rotsblokken en ravijnen en heel erg mul zand te ontwijken. Helaas is er dus nog niemand in geslaagd om die route helemaal af te leggen.
Hoofdoorzaak? De onnauwkeurigheid van de GPS navigatie! Het systeem "denkt" recht op een rotsblok af te gaan en zal er omheen willen sturen. Helaas klapt hij er recht tegen aan. Zou er niet "omheen" gestuurd zijn dan was er niets gebeurd. Of de computer denkt door de GPS informatie ruim om dat rotsblok heen te gaan en klapt er toch tegen aan. Voertuigen die in mul zand vast kwamen te zitten of een (te) diepe kuil of ravijn terecht kwamen en er niet meer uit konden komen.
Dat waren dus meestal omgebouwde terreinauto's. Als het daar al niet mee lukt, zal het dan wel met een modelboot lukken? Sorry maar ik blijf heel sterke twijfels houden.

[fpvflyer]

hoi Joël.

gps gaat denk ik niet werken (niet nauwkeurig genoeg zoals ernst ook al zei).
wat je misschien wel kan doen is een microcontroller ism met een eeprommetje en gyroscopes gebruiken als datalogger.

dus concreet: systeem in 'logger/learning mode' zetten en de route 'voor' varen. wanneer dit gedaan is, zet je het systeem in 'play mode' en laat je de sub autonoom volgens de data die van te voren is verkregen 'na' varen (natuurlijk moet het START punt/richting/diepte wel hetzelfde zijn).

hehe, hoort zich natuurlijk in theorie makkelijker aan dan in de praktijk, maar zou moeten werken.

addon:
oja, volgens mij gebruiken 'echte' duikboten ook gyroscopen voor navigatie.
zie http://wiki.answers.com/Q/What_are_t...in_a_submarine

[ron van sommeren]

Wat is het de resolutie van GPS?

[Ernst Grundmann]

De meeste ontvangst modules werken standaard met een resolutie van 1 meter. De meeste auto navigatie systemen gebruiken een resolutie van 5 of 10 meter dat is over het algemeen voldoende.
De resolutie van het GPS systeem kan je voor een deel zelf bepalen. Uit de ontvangst module komen de lengte en breedte graad in de vorm van getallen. Daarmee kan je zelf gaan rekenen en de nauwkeurigheid van jouw berekeningen en het aantal cijfers dat je er voor gebruikt bepaald de resolutie. Helaas heb je weinig of niets aan een hoge resolutie als de laatste cijfers heel sterk verspringen omdat de lengte en breedte graad getallen behoorlijk kunnen verspringen. Hoe langer de ontvanger op één positie staat des te nauwkeuriger de berekeningen worden en des te stabieler die getallen worden dus des te beter de resolutie kan worden.

In een datasheet van een module die op mijn werk wordt gebruikt vond ik dat de maximaal haalbare horizontale nauwkeurigheid 2,5 meter is wanneer de antenne statisch is opgesteld en na een periode van 24 uur! Dat is dus met alleen satelliet ontvangst. Deze modulen kunnen geen vaste (op de grond) stations ontvangen dus kunnen ze niet nauwkeuriger werken.

[bosreus]

Deze vraag heeft blub blub ook al gesteld op het buikboten forum, het schijnt wel op één of andere manier te kunnen.

[Blup-blup]

Bedankt voor alle reacties jongens! Zoals Ernst de problemen opsomt, ziet het er inderdaad ernstig uit Maar als de nauwkeurigheid 20 meter is, wil dat zeggen dat de duikboot niet verder dan 20 meter van het opgegeven punt kan afwijken. Aangezien de huidige positie constant wordt geupdate, zal de duikboot bijsturen tot het gewenste punt "volgens hem" bereikt is, en dan is er een maximale afwijking van 20 meter, en dat vind ik nog redelijk kunnen!

Ik wil heel kort gezegd, hetzelfde principe van de GPS RC helikoptertjes in de duikboot hebben. Die hebben dan ook te maken met nauwkeurigheid ed.

De duikboot zal daarnaast niet dieper gaan dan 10 meter. In een van de ergste gevallen kom ik ben behulp van Mr. Pythagoras op een nasleep van 4,35 meter, wat nog steeds binnen de grenzen zit!

Wat FPVFLYER noemde is inderdaad ook een alternatief, maar daarbij wordt het denk ik nog een lastig karweitje om rekening te houden met de actuele stroming, vandaar dat mijn eerste keuze op GPS viel!

En bedankt Hans, voor het nogmaals plaatsen van die foto's Ik dacht net over mijn nachtmerries heen te zijn haha.

[Psygho (Emil)]

Nauwkeurigheid van 10 meter zal resulteren in maximale afwijking van 20 meter