Schiffs-Steuerung

[JoachimK]

...Guter Gott, nimm meine Fürbitten an und mache mich bereit für alles,was von Dir kommt. Amen.

Na, Du bist ja auf dem besten Wege...

[JoachimK]

Hallo nochmal,
aus irgendeinem Grund hatte ich die auf der Webseite vorhandenen Texte zur Schiffssteuerung nicht gesehen. Da wird mir manche gestellte Frage klarer.
Woher stammt die Forderung nach 1mm Positionsgenauigkeit? Was war der springende Punkt, der jede schlechtere Genauigkeit unbrauchbar machte?

Der von mir gemachte Vorschlag sollte das ermöglichen, aber mich wundert die Forderung. Regelungstechnisch dürfte es auch mit weniger gehen - eigentlich.
Gruß,
Joachim

[Maik Costard]

Wenn zum Beispiel eine Fähre am Anleger anlegt, sollte es schon genau sein. Einige Schiffe sollen auch durch den Kanal und die Schleuse in den kleinen Schattenhafen fahren. Dort ist nicht viel Platz.
Schönen Gruß
Maik

[JoachimK]

Wenn zum Beispiel eine Fähre am Anleger anlegt, sollte es schon genau sein. Einige Schiffe sollen auch durch den Kanal und die Schleuse in den kleinen Schattenhafen fahren. Dort ist nicht viel Platz.
Schönen Gruß
Maik

Hallo Maik,
Kanal und Schleuse sind natürlich räumlich anspruchsvoll. Wobei die Schleuse - wenn nur ein Schiff drin ist - auch als 'passiver Raum' betrachtet werden könnte, wenn die Tore zu sind. Das Schiff macht dann nix, bis es wieder Orientierung von mehr als 2 Punkten bekommt (In der Sprache meines Vorschlags). Es könnte versuchen, seine Position und Ausrichtung zu halten. Das wäre doch schon gut.
So vereinfacht, kann ich mir weniger Genauigkeit als 'immer noch gut' vorstellen.

Aber die Anlegemanöver an den Kai sind da schon besseres Kaliber, wenn man ohne hörbare Berührung anlegen möchte. Das kriegt man auch als geübter Fernsteuerungspilot nur seltener hin.

Gruß,
Joachim

[writeln]

Da gibt es eine schöne Skizze zu Kanal und Schleuse auf dem MiWuLa-Server.
Die Zeichnung macht deutlich, wie beengt es im Kanal und in der Schleuse einmal zugehen soll und wie knifflig die Navigation in diesem Bereich ist. Er wird ja derzeit per RC-Steuerung auch nicht angefahren.

[JoachimK]

Da gibt es eine schöne Skizze zu Kanal und Schleuse auf dem MiWuLa-Server.
Die Zeichnung macht deutlich, wie beengt es im Kanal und in der Schleuse einmal zugehen soll und wie knifflig die Navigation in diesem Bereich ist. Er wird ja derzeit per RC-Steuerung auch nicht angefahren.

Hallo Sven,
Ja, den Plan hatte ich gesehen - hatte mich aber gefragt, wieso sich die Fahrtstrecken im Schleusenraum überschneiden.
Mein Eindruck: Das Vorhaben für die Schleuse ist so komplex, dass die Übertragung der Systemeigenschaften auf die gesamte Wasserfläche einen gigantischen Aufwand produzieren würde. Dabei ist auf den großen Flächen ja eigentlich 2cm 'Spurtreue' schon völlig ausreichend. Die Anleger und die Schleuse erfordern schon eher den mm-Bereich;
Aber was man von Hand mit dem Steuersender kaum hinkriegt, erfordert für die Automatisierung einen extremen Aufwand. Ihr tut Euch da echt was an...
Gruß,
Joachim

[Stefan mit F]

Moin Joachim,

Dabei ist auf den großen Flächen ja eigentlich 2cm 'Spurtreue' schon völlig ausreichend.

auf den "großen Flächen" ja, beim Anlegen nicht.

Ich vermute außerdem, dass es problematisch ist, die Schiffe nur mit einem "P-Regler" zu steuern - man könnte versuchen wollen, die Geschwindigkeit des Schiffes miteinfließen zu lassen, →"D-Anteil" um so mit einer "PD-Regelung" das Verhalten des Schiffes besser vorausbestimmen zu können.
Für eine genaue Geschwindigkeitsbestimmung (Weg-Zeit-Messung) ist es allerdings unerlässlich, sehr viel kleinere Ortsabweichungen als 2cm (eben im Millimeterbereich) registrieren zu können.

PS.: Seit wann heißt Sascha eigentlich Sven?

[JoachimK]

Moin Joachim,

Dabei ist auf den großen Flächen ja eigentlich 2cm 'Spurtreue' schon völlig ausreichend.

auf den "großen Flächen" ja, beim Anlegen nicht.

Ich vermute außerdem, dass es problematisch ist, die Schiffe nur mit einem "P-Regler" zu steuern - man könnte versuchen wollen, die Geschwindigkeit des Schiffes miteinfließen zu lassen, →"D-Anteil" um so mit einer "PD-Regelung" das Verhalten des Schiffes besser vorausbestimmen zu können.
Für eine genaue Geschwindigkeitsbestimmung (Weg-Zeit-Messung) ist es allerdings unerlässlich, sehr viel kleinere Ortsabweichungen als 2cm (eben im Millimeterbereich) registrieren zu können.

PS.: Seit wann heißt Sascha eigentlich Sven?

Hallo Stefan mit F,
Sascha hieß Sven, weil ich seinen Beitrag bei meinem schreiben nicht sah - Sorry, sorry, Asche über mein Haupt, lieber Sascha!
Mit einem P-Regler ist noch nie einer glücklich geworden. Selbst bei schnellen Regelkreisen muss es schon ein PID sein, wobei der Integralteil für die Millimeter sorgt, wenn's denn mal langsam wird.
Regeln sollte man das prinzipiell über die Bestimmung der Ist-Geschwindigkeit(en) in den Achsen. Wobei die Achsen sich auf die Stellglieder beziehen.
Wenn man also eine Positionsbestimmung macht, muss man sofort die erste Ableitung der Richtungsvektoren der Aktoren draus machen und aus der Sollweg-Beschreibung ebenfalls Soll-Richtungsvektoren. Den Proportionalteil hält man nahe 1 und integriert den Ist-Positions-Fehler. Dann kann man variieren, bis einem das Regelverhalten gut genug ist.

Gruß, Joachim

[franpierre]

In Nomine... Nordexpress

alle Bojen ad patres und amen?


François

[JoachimK]

..alle Bojen wirklich ad patres und amen?

Hallo François,
wenn ich es richtig verstanden habe, ist das Konzept als interessant eingestuft, aber derzeit durch schon vorhandene und gerade umgesetzte Konzepte 'zurückgestellt'. Da wurde in
a) Ultraschall-Lösung
b) gefächerte IR-Strahlen in Rotation
investiert und nun muss natürlich geschaut werden, was die Investition hergibt.
Beide Lösungen arbeiten über die Luft-Strecke.
Dass die Diskussion trotzdem geführt wird, zeigt dass die Erfahrung nicht vorweggenommen werden kann.
Gruß,
Joachim

[franpierre]

Moin Joachim
Schön. Die Luftstrecke ist kürzer als der Wasserweg.
Da ich als Nichtelektronisierter meine Lebenserfahrungen
im analogen Zeitraum platzieren muss, kürze ich gerne ab.
Also Luftweg ahoi!

François

[Sven Hinzmann]

Moin Joachim,
was meinst du mit gefächerten IR Strahlen in Rotation?

Warum wir Unterwasserlösungen vermeiden wollen, ist ganz einfach: "Wir Techniker hassen nasse Hände!"
Aus diesem Grund haben wir uns für die Luftstrecke entschieden, da man dort mit weniger "kriechenden Einflüssen" zu tun hat. Wasser und Elektronik arbeiten nicht so harmonisch zusammen, wie man im ersten Moment denken könnte. Zusätzlich kann man Komponenten schneller an der Decke installieren, als im Wasser, denn in der Decke lassen sich leichter Löcher bohren als im Wasserbecken und auch die Verkabelung ist einfacher.
Da nur drei Kollegen (Gerrit mit eingeschlossen) an diesem System arbeiten, haben wir uns für planbarere Konzepte entschieden, die gewisse Faktoren einfach ausblenden oder vermeiden. Auch sind die bisher sichtbaren Entwicklungen nicht unbedingt die, die auch später eingesetzt werden, denn wir arbeiten auch noch an anderen Ideen, die vielleicht in Kombination zum Erfolg führen.

Gruß Sven

[JoachimK]

Moin Joachim,
was meinst du mit gefächerten IR Strahlen in Rotation?
...

Hallo Sven,
Euren eigenen Text: "Durch einen Motor angetrieben, wird ein Laserlicht-Fächer über die zu überwachende Fläche geschickt - in den Schiffen befinden sich Sensoren, die den Empfang von IR-Licht melden. Entscheidend für die Funktion ist ein exaktes Einhalten der Drehzahl. Ein hundertstel Grad Abweichung bei einer Distanz von 10 m entspricht 0,6 mm. 20 bis 30 dieser Systeme werden erforderlich sein. Auch dieses Verfahren, mit dem Nachteil mechanischer Komponenten, soll in Kürze im Praxistest eingesetzt werden."

Quelle: http://www.miniatur-wunderland.de/anlag ... steuerung/

Vielleicht habe ich was falsch verstanden, aber so kam ich drauf.

Gruß,
Joachim

[franpierre]

... nicht verstanden!

Es ist nicht immer alles zum verstehen da. Ich verstehe mich selbst auch nicht gerade jedes Mal. Warum zum Beispiel: jeden Morgen wieder Aufwachen?
Wie geht das? Versteh' ich nitt, bin trotzdem dafür dankbar, wenn's wieder rotiert.
(Rotiert hier im Sinne von <alles läuft rund>)

Grüsse nun einmal auch breit gefächert

François

[Sven Hinzmann]

@Joachim:
Den Text hatte ich so nicht mehr auf dem Zettel (der Text stammt aus 2005). Dieses war ein Konzept, was auf eine Idee der autonomen Fahrzeug Steuerung aufsetzte. Mit Hilfe dieser Abtasteinheiten, sollte der gesamte Bereich des Beckens abgescannt werden und die Veränderungen an Gerrits Steuerung übergeben werden. Das System haben wir dann aber verworfen, weil wir sehr viele dieser Geräte hätten einsetzen müssen, um alle Bereiche abzudecken.

Gruß Sven

[JoachimK]

Das System haben wir dann aber verworfen, weil wir sehr viele dieser Geräte hätten einsetzen müssen, um alle Bereiche abzudecken.

Hallo Sven,
Ja, das ist nachvollziehbar. Wobei die Idee, die ich artikuliert habe, die gleiche Grundlage nutzt, jedoch umgekehrt und mit weniger Aufwand. Die Empfänger hätten mich interessiert - auf einem Schiff einen unsichtbaren Ort 'An Deck' zu finden, ist ja ebenfalls nicht ganz einfach und jedes Schiff ist anders. Welche Systematik hattet Ihr dabei überlegt?
Gruß,
Joachim

P.S.: Sick ist mir bekannt. Die sind gut und manchmal auch teuer.

[jeng2012]

Steht jetzt der erfolgreichen Fertigstellung der lange erwarteten und viel diskutierten Schiffssteuerung nichts mehr im Wege?

Im Forum Digitaltechnik wurde ja schon auf das neue Faller Digital- System mit seiner Dreipunkt- Ultraschallortung hingewiesen (http://www.faller.de/xs_db/DOKUMENT_DB/ ... l_2013.pdf).

Dies ist ja das System, welches das MiWuLa von Anfang an verfolgt hat, und welches jetzt offenbar bei Faller marktreif ist (versprochene Ortungsgenauigkeit: 10 mm).
Eine solche Genauigkeit reicht für die Schiffssteuerung völlig aus.

Ich hatte mich intensiv mit dem Problem auf Hobby- Ebene befasst, und bin mit einer Ortung meines 1:87 Testschiffes über Videokamera- Bilderfassung, Python- Programmierung, viel Fischertechnik und Robo- Fernsteuerungs- Interface auch weit gekommen. Badewannentests verliefen erfolgreich; Tests im Pool stehen (bei Windstille) jetzt im Frühjahr an.

Aber das neue Fallersystem dürfte unschlagbar für die Zwecke des MiWuLa sein; ich gehe davon aus, dass das Team schon kräftig arbeitet (Gerrit Braun hat die Programmierung der Steuerung lange fertig; was fehlte, war eine zuverlässige Schiffsortung).

Damit brechen neue Zeiten an: Erstens spart man Personal; zweitens können mehr als ein Schiff zur Zeit vorgeführt werden; und drittens: Denkt mal an die Möglichkeiten, wie:
-Schlepperballet
-Feuerlöschübung
-Schleusung
-Fährbetrieb mit Car System und/ oder Zügen
und, und , und.

[Rainer mit K]

Hallo,

ich möchte ja ungern die Euphorie bremsen,
aber auch das Faller-Car-System 3.0 funktioniert NICHT ohne die bekannte Draht-Spurführung.
Eine funktions-gleiche Substitution müsste also erstmal für die Schiffssteuerung entwickelt werden.
Andererseits dürfte damit aber kaum sowas wie ein Schlepperballet, Schleppmanöver usw. realisierbar sein.

Es grüßt Rainer mit K

[jeng2012]

Hallo Rainer mit K,

keine Angst, natürlich werden die Car System- Autos unverändert auf dem Fahrdraht magnetisch spurgeführt, und das neue System erlaubt (nur) an beliebiger Stelle Stop-, Anfahr,- Licht- und Beschleunigungs/ Bremsmanöver. Trotzdem Hut ab vor einem solchen System!

Bei den Schiffen ist das einzige Problem, stets den Schiffsort genügend genau zu kennen. Dann vergleicht ein (natürlich besonders geschriebenes, uns sicher nicht bei Faller erhältliches) Computerprogramm Soll- und Ist- Ort des Schiffes im Vergleich zu einer vorprogrammierten Bahn und Geschwindigkeit, die es im Wasser fahren soll. Bei Abweichungen Soll/Ist gibt das Programm dann kontinuierlich schrittweise über die Fernsteuerung geeignete Korrekturbefehle an die Propeller des Schiffes heraus. Dadurch wird das Schiff auch ohne Fahrdraht auf einer "virtuellen" Spur gehalten, sozusagen ein unsichtbarer Strich auf dem Wasser. Das Programm macht eigentlich nichts anderes, als derzeit die Person, die die Funkfernsteuerung hinten am Beckenrand bedient. Also z.B.: Schiff drifted zu sehr nach Backbord; also gibt man etwas Schub auf den Bugstrahler nach Steuerbord, usw..

Ich bin da jetzt mal zuversichtlich: Meines Erachtens hat Gerrit Braun diesen Teil des Programmes schon lange fertig; Probleme gab es bei der Ultraschallortung! Wenn man jetzt diese Teile zusammenführt, kann der Erfolg gar nicht mehr ausbleiben, und das Skandinavien- Becken wird umso mehr zum Publikumsmagneten.

[JoachimK]

Habe eben mal das Prospekt angeschaut. Prinzipiell interessante Lösung, die Reichweite könnte ein Problem sein. Als Maximalabstand vom Messobjekt (das über einen Sender verfügt) bis zum 'Satelliten' sind 5m angegeben.
Aber man muss ja sowieso basteln...
Offenbar wird das meiste über Funk kommuniziert und dieses mit der Ultraschall-Ortung nur übergeordnet kombiniert.
Interessant finde ich, dass in diesem Fall das Schiff den Ultraschall-Sender hätte, also jede Regelung über einen relativ langsamen Messzweig erfolgen müsste.
Die Idee, das ganze auf DCC abzubilden ist auch nett.
Keine Ahnung, was so ein voll ausgestattetes Auto kostet, aber Akku, Antrieb, Lenkungsmechanik, Funk-Empfänger und Sender, Ultraschallsender, LED-Ansteuerungen...Da sitzt schon was drin. Und so ein Auto hat deutlich weniger Platz als ein Schiff.
Mit mehr Akku und 'lauterem' Ultraschall könnte da was gehen. Mit größeren Abständen kommen aber auch die Satelliten vielleicht in einen Grenzbereich mit den erwarteten Schall-Laufzeiten.