Rettungsfuktionen und die Benötige Sensorik

[andre77]

Hi,

ich fand das Thema recht spannend, war halt dort nur leider OT.

Aber vielleicht könnten wir das hier fortführen und klären. Ich finde das vom technischen (Soft- und Hardware) sehr interessant, auch wenn ich selbst keine Rettungsfunktion besitze und auch keine haben will.

Also welche Sensoren sind nötig und wie wird damit die Rettung realisiert.

Ich würde es sehr begrüßen wenn fundierte Beiträge kommen und nicht Halbwissen oder raten

Evtl. direkt noch mal als Klärung zum Anfang:
Es gibt Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeiten / Drehraten.

IMHO braucht/verwendet ein normales FBL und ein HH Gyro nur Drehraten, also Winkelgeschwindigkeiten.
Die sind auch von der Entfernung zum Drehpunkt unabhängig, deswegen muss ein Heck Gyro nicht auf der Rotorwelle sitzen und ein FBL nicht in allen 3 Drehachsen des Helis.

Die Drehraten sind immer alle 0, auch wenn der Heli sich bewegt, solange keine Drehung um eine der 3 Achsen vor liegt. Also auch wenn ich den Heli mit voll Pitch gen Himmel beschleunige, oder wenn ich vorwärts fahrt aufnehme nachdem ich ihn schräg gestellt habe.

Beschleunigung ist da was anderes, dort gibt es auch wieder 3 Richtungen: vorne/hinten, links/rechts und oben/unten.
Beschleunigung ist einen ßnderung der Geschwindigkeit (nicht Winkelgeschwindigkeit).
Also der Sensor für oben/unten würde was messen wenn ich voll Pitch rein haue. Während die Drehratensensoren dabei nichts messen.
Aber auch dieser Sensor misst nichts mehr, wenn ich mal die Geschwindigkeit erreicht habe und den Pitch nicht mehr ändere, also der Heli in einem 'konstanten Zustand' ist, egal ob es Ruhe ist, oder eine gleichbleibende Geschwindigkeit.

Noch ein Beispiel, nehmen wir an die Sensoren währen im idealen Drehpunkt des Helis und ich fliege eine perfekte Rolle / Flip: Der Drehratensensor schlägt an, der Beschleunigungssensor nicht.

Mit Laagesensoren hab ich mich noch nicht beschäftigt, sind die bei gängigen Rettungssystemen involviert und wenn ja wie?

Viele Grüsse
Andre

[papads]

AW: Rettungsfuktionen und die Benötige Sensorik

Hallo Andre,

sieh mal hier

Gruß
Werner

[LudwigX]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Du hast alles richtig zusammengefasst. Man kann es über 2 Wege realisieren:
1: über 3-Achs Beschleunigungssensoren. Durch die Erdbeschleunigung kann man mithilfe der Sensoren errechnen wo "unten" ist und welche Ausrichtung der Heli dazu hat. Mir den Infos kann das FBL System den Heli waagerecht bringen.
Das Problem: alle Beschleunigungen wirken auf die Sensoren. Wenn du also z. b. beim Schweben stark negativ Pitch gibst und die Rettung ziehst kann das System die Richtung vertauschen.
2: man kann auch die Drehraten aller 3 Achsen zeitlich integrieren (d. h. über die Zeit aufsummieren) und damit immer die aktuelle Ausrichtung des Helis näherungsweise bestimmen. Ein kleines vereinfachtes Beispiel: ihr dreht das Heck für 3 Sekunden lang mit 30Grad pro Sekunde nach Rechts. Das System rechnet mit und weiß nun, dass sich der Heli um 90 Grad nach rechts gedreht hat.
Das Problem: Das System kann nie 100% genau arbeiten. Mit der Zeit wird die Ausrichtung immer ungenauer.
Ich vermute daher, dass in einem FBL mit Rettung beide Verfahren miteinander kombiniert werden: die errechnete Position aus 2 wird ab und zu mit den Informationen aus 1 abgeglichen. Vermutlich verwendet man dabei aber Filter, sodass die Informationen aus 1 nur genutzt werden wenn es gerade verlässliche Auskunft über den Horizont geben kann

[Amok]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Durch die Erdbeschleunigung kann man mithilfe der Sensoren errechnen wo "unten" ist und welche Ausrichtung der Heli dazu hat.

Eben genau nicht!
Was ist im freien Fall? Da sind alle Beschleunigungssensoren auf jeder Achse auf 0!
Dennoch kann der Heli sich dabei drehen... (und der Beschleunigungssensor bekommt das nicht mal mit, der Drehratensensor/Winkelbeschleunigungssensor aber wohl)

Und was ist mit Besonders G-Lastigen Manövern (wie Tic-Tocs)?
Ist dann der Boden abwechselnd ober und unterhalb der Rotorkreisscheibe?

Und was ist mit besonders einseitg G-Belastenden Figuren (wie Funnels)?
Auch dabei würden dir Beschleunigungssensoren "falsche" Werte liefern.

Ich bleibe dabei, das man einzig und alleine durch "hinterherrechnen" der Drehraten eine Lagebsetimmung durchführen kann. Und genau dabei entstehen die Probleme:

- Temperaturdrift
- Vibrationsanfälligkeit

Diese beeinflussen die Verlässlichkeit der Daten, weshalb man "versuchen" kann, die Beschleunigungssensoren (und die Erdbeschleunigung) zur "Korrektur" heranzuziehen (aber niemals als absolute Referenz).

Aus dem Grund frage ich mich, was die einzelnen Systeme wohl machen, wenn man die Helis (wie es manche machen) auf der Seite liegen initialisiert ...


BTW: Das Thema wurde hier ja auch schon mal besprochen:
Horizont-Probleme bei aktuellen Stabi Systemen - RC-Heli Community

[Squenz]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Aus dem Grund frage ich mich, was die einzelnen Systeme wohl machen, wenn man die Helis (wie es manche machen) auf der Seite liegen initialisiert ...

Bavarian Demon und Microbeast würden in dem Fall "horizontal retten", das lässt sich auch am Boden nachvollziehen. Das seitlich liegende Initialisieren sollte man - sofern man die Rettungsfunktion benutzt - unbedingt unterlassen!

Viele Grüße

Markus

[Amok]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Die Drehraten sind immer alle 0, auch wenn der Heli sich bewegt, solange keine Drehung um eine der 3 Achsen vor liegt.

Die Sensoren liefern übrigens auch 0 wenn "konstante" Drehraten anliegen (also sowohl konstante Drehrate 0, wie auch konstante Drehrate 360°/s !!!), genau wie auch bei den Beschleunigungssensoren, wo du es ja richtig erklärt/wiedergegeben hast.

Mit Laagesensoren hab ich mich noch nicht beschäftigt, sind die bei gängigen Rettungssystemen involviert und wenn ja wie?

Reine "Lagesensoren" gibt es nicht, bzw. geben diese nicht wie man dem Namen "Lagesensor" nach interpretieren könnte die Lage im Raum, sondern eher eine Position an, siehe:

Lagesensor - Wikipedia

Außerdem gehören demnach die Drehratensensoren auch zu den Lagesensoren.

[papads]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Was ist im freien Fall? Da sind alle Beschleunigungssensoren auf jeder Achse auf 0!

wie kommst du darauf?
im freien Fall hat zumindest eine Achse ziemlich genau eine gleichbleibende Beschleunigung von 9,81m/s²!
(Unter Vernachlässigung von Auftrieb, Luftreibung, Zunahme der Gravitationskraft bei Annäherung an die Erde und der Folgen der Erdrotation (Corioliskraft))

Gruß
Werner

[Schraubcopterflieger]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Das seitlich liegende Initialisieren sollte man - sofern man die Rettungsfunktion benutzt - unbedingt unterlassen!

Viele Grüße

Markus

Hast du das mal ausprobiert? Rettet er ihn dann auf die Seite? Sollte für dich doch kein Problem sein das man zu riskieren. Wäre schon lustig das mal auf einem Video zu sehen.

Wenn das nämlich so ist, holt er sich die 0 Lage beim initialisieren und rechnet die ganze Zeit nur hinterher. Dann braucht das FBL also die Sensoren um hinterher zu kommen.

Wäre auch mal interessant wie lang es dauert bis durch einige Flugmanöver genug kleiner Fehler erzeugt hat damit der Heli beim Retten auf der Seite liegt.

[LudwigX]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Eben genau nicht!
Was ist im freien Fall? Da sind alle Beschleunigungssensoren auf jeder Achse auf 0!
Dennoch kann der Heli sich dabei drehen... (und der Beschleunigungssensor bekommt das nicht mal mit, der Drehratensensor/Winkelbeschleunigungssensor aber wohl)

Lies doch mal was genau einen Satz darunter steht.

Das Problem: alle Beschleunigungen wirken auf die Sensoren. Wenn du also z. b. beim Schweben stark negativ Pitch gibst und die Rettung ziehst kann das System die Richtung vertauschen.

im freien Fall hat zumindest eine Achse ziemlich genau eine gleichbleibende Beschleunigung von 9,81m/s²!

Die Beschleunigung bleibt natürlich gleich, aber der Sensor selbst zeigt dann einen anderen Wert an

[Squenz]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Hast du das mal ausprobiert? Rettet er ihn dann auf die Seite? Sollte für dich doch kein Problem sein das man zu riskieren. Wäre schon lustig das mal auf einem Video zu sehen.

Ich nutze selbst kein Stabi mit Rettungsfunktion und verständlicherweise möchte ich keine Helis von Schülern für solche Tests missbrauchen. Am Boden kann man das aber schön nachvollziehen und sowohl das Bavarian Demon als auch das Microbeast haben nach liegender Initialisierung die Taumelscheibe stark abgekippt sobald die Rettung aktiviert wurde.

Grüße

Markus

[Amok]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

im freien Fall hat zumindest eine Achse ziemlich genau eine gleichbleibende Beschleunigung von 9,81m/s²!

Nein, ... eine Achse hat eine Geschwindigkeit von 9,81m/s, der Beschleunigungssensor zeigt dabei aber eine 0 (es gibt keine Beschleunigung, man befindet sich im freien Fall, man ist ja quasi schwerelos, wie im Parabelflug).

[Schraubcopterflieger]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Ich nutze selbst kein Stabi mit Rettungsfunktion und verständlicherweise möchte ich keine Helis von Schülern für solche Tests missbrauchen. Am Boden kann man das aber schön nachvollziehen und sowohl das Bavarian Demon als auch das Microbeast haben nach liegender Initialisierung die Taumelscheibe stark abgekippt sobald die Rettung aktiviert wurde.

Grüße

Markus

Und ändert sich das wenn man den Heli auf die Beine stellt und paar mal pitcht mit Motor aus? Sprich versucht das FBL nachträglich zu korrigieren oder bleibt es stur da wo es initialisiert wurde?

Nein, ... eine Achse hat eine Geschwindigkeit von 9,81m/s, der Beschleunigungssensor zeigt dabei aber eine 0 (es gibt keine Beschleunigung, man befindet sich im freien Fall, man ist ja quasi schwerelos, wie im Parabelflug).

9,81m/s ist kein fester Wert!

[papads]

AW: Rettungsfunktionen und die benötigte Sensorik

Nein, ... eine Achse hat eine Geschwindigkeit von 9,81m/s, der Beschleunigungssensor zeigt dabei aber eine 0 (es gibt keine Beschleunigung!)

Aber es gab eine Beschleunigung bevor es zu dem Wert 0 gekommen ist.
Haben sich in dieser Zeit die Werte der Drehratensensoren nicht verändert, geht es exakt Richtung Erdoberfläche oder entgegen der Erdoberfläche.

[Amok]

AW: Rettungsfuktionen und die Benötige Sensorik

Und ändert sich das wenn man den Heli auf die Beine stellt und paar mal pitcht mit Motor aus? Sprich versucht das FBL nachträglich zu korrigieren oder bleibt es stur da wo es initialisiert wurde?

Es bleibt da wo es initialisiert wurde, da eben die Beschleunigungssensoren NICHT zur Berechnung des Horizont herangezogen werden

Daher interessiert mich ja auch so, wie die Beschleunigungssensoren das machen sollen, sprich, darum interessiert mich der Thread hier ja auch so. Denn wie schon anderswo geschrieben gibt es da ein weitläufiges Missverständnis, was die Sensoren so können...

Und da man bei Rettung mit Pitch ja nicht Pitchen kann ... ändert das auch nix dran ...

Aber es gab eine Beschleunigung bevor es zu dem Wert 0 gekommen ist.
Haben sich in dieser Zeit die Werte der Drehratensensoren nicht verändert, geht es exakt Richtung Erdoberfläche oder entgegen der Erdoberfläche.

Ergo sind es die Drehraten, die den Horizont bestimmen, nicht die Beschleunigungssensoren (wie auch das Praxisbeispiel mit liegendem Heli zeigt).

BTW: Das Totschlagargument ist immer noch: Es gibt Stabis mit Rettung, die haben gar keine Beschleunigungssensoren!

[papads]

AW: Rettungsfuktionen und die Benötige Sensorik

Ergo sind es die Drehraten, die den Horizont bestimmen,

nein, es ist eine Kombination aus beiden!
Klar geht das auch "nur" mit Drehratensensoren. Aber es wird mit zunehmender Flugdauer sehr sehr ungenau!
Und um diese Ungenauigkeit zu minimieren werden Algorithmen angewendet die eine gewisse Konstellation von Drehraten als sehr wahrscheinliche Fluglage ansehen und den Horizont wieder abgleichen!
Was aber zum Glücksspiel werden kann!
Mithilfe von Beschleunigungssensoren kann man dem Optimum schon sehr nahe kommen. Aber 100% wird es da auch "noch" nicht geben.