Schiffsteuerung

[Malkav]

Also als erstes möchte ich mal sagen das ein Besuch bei euch ein muß ist. Egal ob er/sie von Modellbau begeistert ist oder nicht. Es ist so fazinierend, so umfangreich und detailverliebt. Das ein Besuch nicht ausreicht.
Weswegen ich zum Thema Schiffsteuerung etwas schreibe ist das ich eine Führung gemacht habe und mitbekommen habe das die Schiffsteuerung nicht so recht klappt. bzw. der Mensch noch "steuert".

Ein Vorschlag von mir zur Steuerung wäre die Schiffe mit Kameras auszustatten damit sie sich selbst lenken können. Ich habe mir das so gedacht da bei mir in der Firma so etwas in der Art ist bzw. auf Messen schon mal so etwas gesehen habe... Es wäre zwar etwas komplett anderes als man bisher gemacht hat... Was leider schade ist. Ich hätt lieber was geschrieben was zum vorhandenen System passt. . Das soll aber nicht heißen das das System was bisher genutzt wird nie funktionieren würde...

Vom Prinzip kann man sich das so ähnlich Vorstellen wie Autos die von selber fahren. Darüber gibt es ja schon erfahrungen in der Industrie.

Mach euch mal Gedanken darüber...

Gruß und weiter so..
Thomas

[meckisteam]

Ich denke das die vorhandene Schiffssteuerung in Zukunft schon funktionieren wird. Erstmal müssen aber die Fachleute wieder Zeit haben. Denn die sind zur Zeit alle am Flughafen beschäftigt.

[Archimedes1]

Mir geht es genau so, wie dem OP. Ich habe heute die MiWuLa-Führung mitgemacht und erfahren, dass die Steuerung noch nicht so ganz funktioniert. (Und dass man durchaus für Vorschläge offen ist).

Außerdem habe ich in 1996 mal ein kameragesteuertes selbstfahrendes Auto mit aufgebaut und bin immer noch mit diversen kamera- und radarlastigen Fahrzeugsystemen beschäftigt.

Ich möchte deshalb ein paar Ideen zur Ausführung beisteuern.

1.) In der Robotik-Forschung ist die Navigation mittels Kamera ein heißes Eisen. Das aktuelle Stichwort dazu lautet SLAM (Simultaneous Localization and Mapping): Roboter bauen sich ein internes geometrisches Modell der äußeren Welt anhand der Kamerabilder und bestimmen die eigene Position in der Welt. Wobei das aktuelle Problem bei den Schiffen eigentlich auf das "Simultaneous Mapping" verzichten kann. Das Modell kann eigentlich in einer vorgefertigten Datenkonserve bereitgestellt werden.

2.) Noch einfacher wird das Problem, wenn man sich die erforderlichen Landmarken selber konfigurieren kann. Für die Nordostsee des MiWuLa könnte man z.B. einfach zu vermessende und individuell zu identifizierende Meßmarken (Targets) zwischen den Leuchten unter der Decke pla(t)zieren.

Sowohl für 1) als auch für 2.) kommt man um eine spezielle "Nacht" Lösung nicht herum, müsste also spezielle LED-konstellationen im Modell mitlernen (für Lösung 1) oder die Targets (schwach) beleuchten (für Lösung 2).

Ich könnte mir vorstellen, dass die Forschungsgruppe unter
http://www.rtr.tu-darmstadt.de/rtr/unse ... dex.de.jsp

gern auch mal eine Studienarbeit für das MiWula vergibt. (ich habe keinen direkten Kontakt dorthin).

Der Ansatz, ein Handy als Kamerasensor + Prozessor zu vewenden wäre sicherlich auch ganz interessant. Die Darmstädter haben wohl schon einiges mit einem Nokia N95 realisiert. Ein solches dürfte wohl auch im Schiffsrumpf noch Platz haben.

[günni]

Moin,
hier treffen 2 Maßstäbe aufeinander.
1. Wasser 1:1
2 Schiffe 1:87 u.s.w.
Wenn die Schiffe fahren, erzeugen sie Wellen 1:1. Das muss bei der Steuerung berücksichtigt werden und ist nicht so einfach, wie man es sich vorstellt. Fazit: Die Schiffe auf dem Wasser verhalten sich anders als die Autos auf der Straße. Es wird noch einige Zeit ins Land gehen, bis die extrem schwierige Schiffssteuerung zufriedenstellend funktioniert.

[Archimedes1]

Ich sehe das als zwei unterschiedliche Problemkreise:

1.) Positionsbestimmung
2.) Regelung

Man sollte beide getrennt halten. So wäre die Schiffskamera mit Ortung eine Lösung für 1 als Ergänzung oder Ersatz für die Laser bzw. Ultraschallortung.
1989 haben wir einen Omnibus über ein stillgelegtes Autobahnstück per Kamera automatisch lenken lassen. Damals war 1.) und 2.) gemeinsam gelöst in einem einzigen Kalman-Filter + Regler.

Das Ergebnis: wenn die Hdydraulik der Lenkung noch kalt war, hat die Kamera die Spurmarkierung verloren, weil sich das Fahrzeug nicht so bewegte, wie vorausberechnet.

Also alles schön getrennt halten.

[günni]

Moin,
hier hat man sich schon Gedanken dazu gemacht. Hier auch.

[Archimedes1]

Sorry, die Beiträge hatte ich zwar auch gesehen,

aber

1. war ein Posting dort nicht möglich, der Thread ist geschlossen.

2. ist nur in einem Thread von Kameras die Rede, laut Info aus der Führung ging es damals um stationäre, um das Becken plazierte Kameras. Das seien damals zuviele geworden. Mein Vorschlag (wie auch der meines Vorposters) griff die Idee auf, die Kameras auf den Schiffen zu plazieren. Wenn man ein Handy oder Prozessor einsetzt, auf dem die freie Softwarebibliothek OpenCV läuft, dürfte sich der Aufwand für die reine Positionierungsaufgabe auf ein bis zwei tausend Programmzeilen belaufen. Also ein Monat programmieren und zwei Monate testen. Wie geschrieben: eine nette Semesterarbeit. Die Positionierungsgenauigkeit dürfte sich im Millimeterbereich bewegen.

Die Regelungstechniker können sich ja dann mit diesen Meßgrößen austoben.

Gruß

[Nordexpress]

Hallo

Bin hier kein Experte, aber auch im realen Leben 1:1 hats ja seriöse Probleme gegeben um Satelitenverbindung ununterbrochen für die Internetübertragung an Schiffe unterwegs zu sichern.

Im Wunderland geht es also wie Günni schreibt um das Verhalten im Wasser, wo bisher die Elektronik nicht das 1:1 Wasser erwachsen ist, und dazu geht es um eine Präzise Ansteuerung an Kaiseite eines schaukelnden Schiffes - nicht nur über die Bewegung zur See.

[Martin Renneke]

noch ist das Thema Schiffssteuerung nicht gelöst. Ja ich weiß auch das im Moment nicht daran gearbeitet wird und alle mit dem Flughafen beschäftigt sind. Auch beim Flughafen tritt das Problem der genauen Positionsbestimmung auf, wenn auch nur in Zusammenhang mit den Fahrzeugen von denen man häufig nicht genau weiß, wo sie sich gerade befinden und daher einige Fahrsituationen wie "das Kolone fahren" nur schwer zu realisieren sind.

Gerade in dem Zusammenhang besteht das Problem, dass in den Fahrzeugen möglichst keine aktiven Systeme sein sollen, weil jeder verfügbare Platz für den Akku verwendet wird.

Wie von @Archimedes1 auch bereits beschrieben wurden in den letzten Jahren Systeme automatischen Umwelterkennung entwickelt, wie sie beispielsweise in selbstfahrenden Autos eingesetzt sind. Siehe zum Beispiel hier:

http://www.hannover.1730sat1.de/aktuell ... ews]=51280

Den 3D Laserscanner auf dem Dach des Fahrzeuges könnt Ihr gut erkennen. Die Probleme für autonome Fahrgeräte sind recht ähnlich, wenn auch auf der Modelbauanlage einfacher, weil alle Objekte im Bereich bekannt sind und nicht erst erkannt und klassifiziert werden müssen.
Die Universität in Braunschweig und andere Uni's in Deutschland verfügen bereits über die nötige Objekterkennungssoftware womit auch eine eindeutige Positionsbestimmung mit 1 mm Genaugigkeit passiv möglich ist, allerding wird man dazu wahrscheinlich 2 oder 3 Systeme pro Anlagenteil benötigen um alle Bereiche "auszuleuchten". Weiteres dazu hat @Archimedes ja schon beschrieben.

Bezüglich der zuvor in diesem Thread gemachten Vorschläge bitte ich noch einmal die Anforderungen zu berücksichtigen: "Möglichst kein zusätzlicher Stromverbrauch im beweglichen Gerät (Schiff, Auto)", "1 mm Positionierungsgenauigkeit". Meines Wissens können beispielsweise Signallaufzeit basierte Systeme wie z.B. Positonsbestimmung per WLAN oder ähnliches eine solche Genauigkeit nicht liefern.

Das von Gerrit angedachte System mit einem fahrbaren Laserscanner ist vielleicht ähnlich, wie im selbstfahrenden Auto und ich bin sehr gespannt ob und wann wir die Schiffe automatisch gesteuert fahren sehen und wie die Lösung des Problems aussieht.

Danke.
Martin.