Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun kann

[MichaelP]

Bevor wir zwei uns hier noch die Köppe einschlagen und der Rest nur noch den Kopf schüttelt, hat Gerrit zum Thema Doppler-Effekt (Funk basis) schon eine Antwort gegeben.
Such mal auf den letzten Seiten. glaub so 30 Antworten zurück müstest du auf die Antwort stossen.

[Peter Müller]

Die Absage an den Doppler-Effekt steht in Gerrits Beitrag 129143 vom 31.1.07.

[ssilk]

nun, um das [Sensoren nach oben und unten] zu verwirklichen müssten die Sensoren aber dann auch millimetergenau den Abstand nach oben und vor allem nach unten messen. Denn vor allem der Abstand nach unten ändert sich ständig. Und je nach Abstand würde sich der projezierte Laserpunkt unterschiedlich bewegen. Auch die Neigung der anvisierten Fläche im Verhältnis zum Schiff bekommt eine Bedeutung und müsste gemessen werden.

Wieso? Das fällt viel weniger ins Gewicht als man denkt.

Alles in allem glaube ich nicht, daß diese Lösung praktikabel ist.

Ja. 4 solche Sensoren pro Schiff... Hmmm.

Ähnliches müsste doch auch im MiWuLa funktionieren, indem man z.B. 3 oder mehr Ultraschallsender im Raum (oder unter Wasser) verteilt. Auf den Schiffen werden entsprechende Ultraschallempfänger installiert. Nun misst man die Dopplerverschiebung zu jedem der gerade "gehörten" Ultraschallsender. Mit diesen Daten müßte man ziemlich genau die aktuelle Geschwindigkeit und Richtung des Schiffes bestimmen können.

Habs mal grob durchgerechnet: Wenn das stimmt was ich sagte, mit der warmen und der kalten Luft und dass die Schallwellen sich darin unterschiedlich schnell ausbreiten und der Effekt voll zum Tragen kommt, dann ist das mit Schall auf ungefähr +-1cm/s genau. Also viel zu ungenau.

[Peter Müller]

Das es jetzt einen Testrumpf gibt, war für mich die schönste Nachricht aus dem WB 338:

Da das Thema Schiffssteuerung noch immer ein heißes Thema bei uns ist, zeigen wir euch hier mal unseren neuen Testrumpf, der derzeit fahrbereit gemacht wird. Im Moment nutzen wir zum testen noch die normalen Schiffsmodelle, die schon jetzt fertig aufgebaut über das Wasser schwimmen. Bei diesen Schiffen haben wir allerdings immer wieder das Problem, das wir sehr schlecht Messgeräte installieren können, da wir sonst irgendwelche Teile des Schiffes zerstören würden. Dieser Schiffsrumpf wird uns da jetzt Abhilfe schaffen und ab nächster Woche unsere Arbeit ein wenig erleichtern.

Draufklicken zum Anschauen

Die bisherigen "normalen Schiffsmodelle" waren neben Heike noch die Cap San Diego und eventuell die Kronprinz Frederik, wenn ich das richtig beobachtet habe . Siehe dazu auch FloK's WB 335,5 Nr. 2:


Draufklicken zum Anschauen

Im Hintergrund wird die Cap San Diego auf ihren Einsatz in der Nord-Ost-See vorbereitet. Dabei erhält sie Antrieb, Beleuchtung und die "Schnittstelle der zweiten Generation" - Was immer das auch bedeuten mag, ich finde es hört sich schon mal gut an!

[Ludger]

Weiter so!!!

Ich bin mir absolut sicher, dass Ihr die Probleme in den Griff bekommt; es wäre doch gelacht, wenn Gerrit die Sache nicht zum Laufen bekäme ...

Liebe Grüße - Ludger

[hrt]

.....
Eines habe ich bei der ganzen Diskussion um die Schiffe nicht verstanden. Warum wird nicht die Idee von der Strasse ins Wasser verlegt?
Die Schiffe sollen doch auch auf festen Linien(Bahnen) verkehren, also führt man sie an diesen Linien entlang. Ob sich dabei eine optische, magnetische, elektrische oder auch mechanische Abtastung der Führung realisieren lässt, muss an einem Testmodell ermittelt werden.
Solange man keine frei(unbestimmt) fahrenden Modelle will, sollte diese Methode wesentlich einfacher und sicherer funktionieren.

die einzige Möglichkeit die ich sehe etwas in Skandinavien auf die Beine zu stellen führt eben nur dahin die Schiffe mit Bug- und Heckstrahlruder auszurüsten und sie dann über "Straßen" fahren zu lassen. Antennenschlitzkabel im Becken zu verlegen und die Schiffe dann diese abfahren zu lassen dürfte technisch nicht schwierig sein (die Abtastung erfolgt induktiv). Und alles, also auch die Ortsbestimmung, gibt es beim großen Vorbild in ausreichend genauem Maße mit diesem Verfahren schon. Und Ebbe und Flut sind kein Thema, das wurde schon mit den Inter-Regio Steuerwagen bewiesen! Das System das ich meine heißt LZB!!!!!
Damit müßten sich doch einige Probleme auf einen Schlag lösen lassen.
Gruß
Hartmut

[Yankee-Mike]

Die Vorgabe, auf feste Fahrwege zu verzichten gab es schon zu einem sehr
frühen Planungsstadium, daher fielen Drähte, Plexglasschienen u.ä. vor vorne
herein weg. Um nun das Schiff (oder ein beliebiges schwimmendes Objekt) in
einem (u.a. strömungsbedingt) instabilen System automatisch kontrolliert auf
einer Stelle zu halten, bzw. von Punkt A nach Punkt B zu steuern ist eben
etwas mehr Aufwand nötig. Etwas viel mehr.

Deine Idee gab es schon mal, wurde aber verworfen, da man sich nicht auf bestimmte Fahrwege beschränken wollte. Daher wird zur Zeit an einer Lösung mit dynamischen, vom Computer generierten Wegen getüftelt. Wie im Wochenbericht Nr. 338 wurde erst ein neuer Testträger zu Wasser gelassen, um die Techniken zu verfeinern.

[ssilk]

http://www.fxguide.com/article433.html

Idee: Wenn man mit Hilfe von Kameras auf einen Millimeter genau berechnen kann, wie sich ein menschlicher Körper bewegt, dann ist das mit Schiffen auf einer Wasseroberfläche noch viel genauer möglich.

Am faszienrendsten finde ich übrigens dieses Video (unten auf der Seite als Link), was das System zeigt. Man sieht deutlich, dass es mit einer Verzögerung von geschätzt maximal 30 Millisekunden arbeitet.

[Gerrit Braun]

Es handelt sich hier um EIN Objekt an einem festen, obtimierten Standpunkt. Der Rechner weiß, wo er das Objekt findet und muss "nur" Bewegungsänderungen auswerten. Im Vergleich zu unserem Problem eine "fast" simple Angelegenheit, vorrausgesetzt die Rechner und die Kamera sind schnell genug.
Bei uns bewegen sich neben den zu erkennenden verschiedenen Schiffen (auch welches es ist), Menschen, Züge, Autos, usw. im Bild. D.h. eine Bewegungserkennung kommt nicht in Frage...

Viele Grüße

Gerrit

[ssilk]

Es handelt sich hier um EIN Objekt an einem festen, obtimierten Standpunkt. Der Rechner weiß, wo er das Objekt findet und muss "nur" Bewegungsänderungen auswerten. Im Vergleich zu unserem Problem eine "fast" simple Angelegenheit, vorrausgesetzt die Rechner und die Kamera sind schnell genug.
Bei uns bewegen sich neben den zu erkennenden verschiedenen Schiffen (auch welches es ist), Menschen, Züge, Autos, usw. im Bild. D.h. eine Bewegungserkennung kommt nicht in Frage...

Du hast einen Körper und vier Gliedmaßen die sich bewegen, sicherlich nach gewissen Regeln und Freiheitsgraden, aber Tatsache ist, dass der Körper sich bewegt und die Arme und alles mögliche relativ zueinander bewegt ist. Der Clou sind denke ich eher die vielen Kameras, die das aus verschiedenen Winkeln aufnehmen und so eine eindeutige 3D-Ortung der Gliedmaßen im Raum ermöglicht.

Dadurch lässt sich auch hervorragend unterscheiden: Ist das ein Schiff, oder ist das eine Hand, die einfach das Schiff versucht abzudecken oder sind das die Autos die auf das Schiff fahren oder ein Zug. Weil beim Zusammenrechnen der Bilder bekommt man tatsächlich ein räumliches Abbild. Und das muss ja auf der richtigen Höhe liegen (also auf dem Wasser) und eine bestimmte Form haben (ein Schiff eben).

Es geht mir dabei um die Erhöhung der Messgenauigkeit im Anlegebereich. Es ist klar, dass diese Kameras als alleiniges Navigationssystem nicht aussreichen.

Daher ist also die grobe Position des Schiffes schon bekannt. Einfachste Idee wäre nun, eine Art Maske über die Kamerabilder zu legen, in dem nur noch der Ausschnitt für das Schiff übrigbleibt. Insofern kann man den Ort, an dem das Schiff auf den Kameras zu sehen sein muss, extrem eingrenzen. Was zum einen die möglichen Bewegungen im Bild stark verringert und zum anderen die Geschwindigkeit des Rechenvorgangs erhöht, weil weniger beachtet werden muss.

Das ermöglicht es auch, mehrere Objekte gleichzeitig zu betrachten: Man baut für jedes Schiff eine eigene Maske.

Also mir bleibt da nur ein "das sind lösbare Probleme" als Antwort.

[Gerrit Braun]

Okay,zur Unterstützung ist das wohl möglich, aber ehrlich gesagt, traue ich mir das nicht zu, nebenbei zu programmieren. Und mit Softwareprogrammen, die nicht in unserem Hause entstanden sind, hatte wir schon häufig Probleme.
Wir fahren mit Eigenentwicklungen oder der extremen Nähe zum Programmierer (Beispeil Railware) sehr gut, so dass es ein durch uns realisierbares System sein soll (zumindest solange, bis nicht aufgegeben werden muss).

Danke und viele Grüße

Gerrit

[ssilk]

Dass Du das lieber intern lösen willt, dafür hab ich volles Verständnis.

Falls Du aber zu so einer Multikameralösung greifen willst/musst, dann solltest Du das keinesfalls selbst programmieren. Ich denke nämlich, dass das nur mit entsprechendem Know-How geht und in dem Bereich habt ihr keins. No offence.

[Ansich ist so etwas ja nicht schwer, das menschliche Auge macht das ja täglich: Man hat das gleiche Bild aus verschiedenen Blickwinkeln und wenn sich das Bild verändert, dann kann man anhand der Blickwinkel sehr genau ausrechnen, wohin es sich das Objekt räumlich hinbewegt hat. Das Problem ist wohl eher, die Algorithmen schnell hinzubekommen. Das dürfte denke ich das Hauptproblem sein.
Wenn man die Position dann aber mal hat eine API oder Protokoll zu definieren ist halt eine Sache der Absprache.]

[Peter Müller]

... dann solltest Du das keinesfalls selbst programmieren.

Ein Trick? Möchtest Du Gerrit jetzt bei seinem Ehrgeiz packen?

[ssilk]

... dann solltest Du das keinesfalls selbst programmieren.

Ein Trick? Möchtest Du Gerrit jetzt bei seinem Ehrgeiz packen?

Nein, das nicht. Ich sehe das einfach pragmatisch.

[Buffi]

Hallo Leute,

ich habe eine weitere Idee zur (feinen) Positionsbestimmung.

Ich schreibe zur Zeit eine Studienarbeit, in der es um ein unbemanntes Fluggerät geht. Ich nehme den Bordcomputer für das Teil in Betrieb und schreibe einen Datenlogger. Im Flugzeug befindet sich an Sensorik im Wesentlichen ein µNAV:

http://www.xbow.com/Products/productdet ... px?sid=193

Auf dieser Inertialplattform befinden sich an für euch interessanten Dingen:

3 Beschleunigungssensoren,
3 Winkelratensensoren,
3 Magnetfeldsensoren.

Das GPS sowie die Druck- und Temperatursensoren sind erstmal uninteressant.

Aus den Beschleunigungen und den Drehraten kann man Geschwindigkeiten, Position und Ausrichtung integrieren und weiterverwenden, bei einer Update-Rate von bis zu 100 Hz. Die schon oft diskutierten Kreisel aus dem Modellbaubereich arbeiten so ähnlich, werten aber nicht alles das aus, was eine komplette Inertialplattform auswertet.

100 Hz reichen für Systeme mit Eigenfrequenzen von maximal 50 Hz. Ob eure Schiffe das erreichen, weiß ich natürlich ad hoc nicht (ich würde sagen sie liegen darunter), aber man kann sie durch zusätzliches Gewicht und Erhöhen der Trägheitsmomente zu kleineren Frequenzen trimmen.

Mit einer solchen Plattform ist es egal, ob die Schiffe sich gegenseitig beeinflussen, Strömungen oder Seitenwinde herrschen. Man kann es alles messen, da nicht die Steuersignale ausgewertet werden (zur Schätzung der Bewegung), sondern die Bewegung direkt gemessen wird. Zur Auflösung kann ich bisher nur sagen, dass sie maßgeblich durch Rundungsfehler bei der Integration beeinträchtigt wird, was zu Winkel- und Positionsdrift führt. Eine Grobortung (draußen GPS, drinnen etwas feineres wie Kameras etc) kann zum Abgleich verwendet werden, die Magnetfeldsensoren können zur Elimination der Winkeldrift dienen.

Wenn das Schiff nun in Kainähe geortet wurde, kann man sich auf das Inertialsystem verlassen, um Anlegemanöver zu steuern. Unterstützend kann man sich auch noch so Geschichten wie induktive Näherungssensoren vorstellen, um von Zeit zu Zeit einen robusten Abgleich zu erhalten. Magnete also nicht, um die Position zu beeinflussen, sondern um sie zu messen.

Das µNAV ist nur ein Beispiel. Es gibt sicherlich bessere Inertialsysteme oder individuelle Lösungen, die besser zum Ziel führen (schneller glaube ich nicht).

Buffi

[Gerrit Braun]

Hallo Buffi,

vielen dank für Deinen Tipp, ich kläre Montag mal, welche Wiederholraten und- Genaugikeiten unsere Tests mit Beschleunigungssensoren hatten. Die führten leider nicht zum gewünschten Erfolg.

Viele Grüße

Gerrit Braun

[Qrt]

Haben sie von die Ingenieure in Dubai gehört ? Dort haben sie für die Errichtung von dem neuem Wolkenkratzer ein ganz neuer GPSsystem mit millimeter Genauigkeit konstruiert.

[Gerrit Braun]

Nein, davon habe ich noch nicht gehört. Es würde mich aber wundern, wenn die GPS genauer als 10mm bekommen haben (wir benötigen 1mm - Indoor!).

Viele Grüße

Gerrit

[Peter Müller]

Haben sie von den Ingenieuren in Dubai gehört? Dort haben sie für die Errichtung von dem neuen Wolkenkratzer ein ganz neues GPS-System mit Millimeter-Genauigkeit konstruiert.

GPS ist oft schon nur noch ein Synonym für irgendeine Positionsbestimmungstechnik und meint gar nicht das amerikanische NavStar-Satelliten-System. Wenn es so genau sein sollte, arbeitet es bestimmt mit Sendern, die auf der Erde rings um das Hochhaus aufgestellt sind. Qrt, hast Du einen Internet-Link?

[pirchmoser]

Das klingt (Beitrag von Buffi) für den Laien ganz toll,
aber ob das jetzt das richige ist?
Jetzt wird schon seit solanger Zeit daran getüfftelt -
Würd mich aber enorm freuen, wenn man es bald aml zustandebringt!

Das sind die teilweise versteckten Dinge, die so manchem Besucher gar nie bewusst werden, aber wenn man weiss, was dahintersteckt, wieviel Zeit und Arbeit dabei waren, sieht man diese Dinge mit anderen Augen.

Dieter