GPS с гироскопом и одометром.

SviMik · 2019-07-29 02:44:54

Девайс получил, всё супер!
Калибровка 100%, 99%, 99%, на калибровку хватило 30 мин (проехал 25км).

Из модификаций: сразу встроил преобразователь, чтобы питать от 12V:
http://svimik.com/IMG_20190727_095644.jpg
http://svimik.com/IMG_20190727_202135.jpg
Питание через USB меня не устроило, потому что я хочу туда подключать ноут, но при этом я не хочу, чтобы Bluetooth соединение переставало работать, когда ноут я отключаю.

Внимание: Устройство может уходить в спячку в момент отключения USB даже при автономном питании. Долго думал, от чего такое поведение: воткнул USB, вынул USB, и по Bluetooth данные перестают отправляться. Чтобы этого не происходило, надо в настройках в разделе USB выбрать вариант Self Powered. Не забудьте сохранить конфигурацию.

Установка: в багажнике слева:
http://svimik.com/IMG_20190727_232050.jpg
http://svimik.com/IMG_20190727_232426.jpg

Подключение: реверс - к фаре заднего хода, импульсы - к датчику ABS заднего колеса, используя дополнительную схему для согласования:
http://svimik.com/IMG_20190727_231032.jpg
Для Skoda Fabia схема будет состоять из оптопары и резистора 100ом паралельно ей. Схема подключается в разрыв датчика.
Имейте в виду, что у других автомобилей датчики ABS не такие, и схема там будет посложнее.

Пример трека:

Пожелания автору схемы:
1) Добавить разъём для питания от 12V. Иронично, что в автомобильном устройстве нет входа для питания от автомобильной бортовой сети.
2) Приделать BT и RS232 разъём одновременно. Не знаю, что мешает так сделать.
3) Вывести UART разъём для подключения ардуины или другого МК (+5V, GND, TX, RX).
4) Сразу настроить HC-05 на нормальное название (например, GPS) и нормальную скорость (например, 115200), иначе даже 4Гц туда не пролазит. Так мало того, что не пролазит туда, так ublox начинает и на USB пакеты терять из-за этого. Вся настройка занимает 5 минут, но требует переходника UART-USB, которого у кого-то может и не быть.

Last edited by SviMik (2019-07-30 01:37:03)

Dimon · 2019-07-29 15:35:46

Спасибо за такой позитивный отзыв. Давно не было так радостно от чьих-то побед. Пример трека тоже очень позитивный, в городе чисто-спутниковая навигация такого никогда не даст, прямо с радиусами. На меньших радиусах разница ИНС еще больше заметна, но для этого надо импульсы брать с заднего правого колеса, если осевые линии дорог уже есть и нужны газончики и бордюрные камни. Ехать нужно тоже соответствующе - правее

Про пожелания:
1) Я сам удивился насколько меньше проблем в жизни становится если в автомобильном девайсе не делать питание от 12В. Надо пересмотреть эту позицию с учетом современного китаепрома. Уже несколько установок было через 5в преобразователь.
2) Можно сделать BT и RS232 одновременно. Мешает то что прямо на самом чипе второй выход физически USB, с работой с фирменными драйверами, виртуальным портом в компе итп. Его переделать назад в rs-232 - это целая история с риском получить кирпич. Bluetooth возможно проще.
3) UART в TTL тоже несложно вывести, но места не так много, кроме того есть компоновочные проблемы: каждый лишний порт шумит, а RF-часть, а особенно цепи гироскопа очень боятся таких шумов. Получается что страдают люди, которым не нужен UART. Есть идейка как этого всего избежать - сделать байпасс на max 12в, чтобы без него выводить ttl напрямую на разьем db-9. А BT при этом повесить на USB. Так может быть шанс сохранить уникальные характеристики всей коробочки по основному показателю - чувствительности приема GPS.
4) Тоже было в планах поковыряться в HC-05, в некоторых версиях HC-06. Пока они находятся в режиме "темный лес" - либо работают, либо не работают. Как нерабочий перепрошить и настроить пока не приходилось разбираться.

Вобщем посмотрим что радиоэлектронный рынок предложит "10 лет спустя". Если получится собрать комплектуху, то к НГ можно будет что-нибудь замутить

SviMik · 2019-07-29 17:26:44

Пример трека тоже очень позитивный, в городе чисто-спутниковая навигация такого никогда не даст, прямо с радиусами.

Немаловажно также настроить частоту NMEA хотя бы на 5Гц, иначе этой красоты по-умолчанию не видно. Но чтобы это сделать, придётся ещё перенастроить скорость порта, а чтобы не потерять при этом BT, надо ещё и перенастроить HC-05. Мне не сложно, но не все такие, как я.

2) Можно сделать BT и RS232 одновременно. Мешает то что прямо на самом чипе второй выход физически USB

Нет, я имел в виду все 3 оставить! BT и RS232 повесить на один порт. Один из них оставить только на передачу, чтобы не конфликтовали, и вывести на плате перемычку, какой из них пользователь хочет на приём команд, если хочет использовать u-center с одним из этих портов.

3) UART в TTL тоже несложно вывести, но места не так много

У вас там на плате пустые площади такие, что коня можно валять. Я приклеил преобразователь просто на пустое место, и там осталось ещё столько, что ардуина целый МК поместится с гнездом под MicroSD, чтобы коробка сама треки писала. Что, собственно, я и думаю сделать следующим шагом.

А ещё, на днях я планирую поставить мелкую ардуинку, чтобы суммировать импульсы с обоих колёс. Это должно быть не только точнее, но и позволит с чистой совестью писать трек посередине машины, а не слева или справа.

И вот вам ещё:
5) Сделать два входа для импульсов для тех, кто подключается к ABS датчикам. Припаиваем какой-нибудь мелкий AVR контроллер, и пишем код, который будет суммировать импульсы.

Dimon · 2019-07-29 20:43:08

1. Порт 115200 и любые герцы идут штатно через USB. Гнать все это через uart+max12+rs232+HC-05+bluetooth+мобилко-на-андроиде мягко говоря неоптимальная конструкция. Как говорится велком в клуб pccar.ru. Но я не настаиваю, каждый вправе извращаться как угодно в пределах своей компетенции
2. Идея ясна, можно сделать чуть другой формы переходник и пропилить дырку под BT над DB-9. Немного больше фонит. Перемычки - вот они сильно фонят, неприятно. Надо подумать. А нельзя просто все запараллелить и Rx и Tx? Просто не отправлять ничего туда и не будет путаницы.
3. Это не пустые площади. Это только с точки зрения цифровой техники они "пустые". К сожалению много очень квалифицированного народа нарвалось на крупные проблемы из-за такого восприятия. Вплоть до нерабочих схем. Если Вы посмотрите шумы и как от них защищаться, но становится понятным принцип экранирования и взаимного расположения деталей. Вся плата в заземлениях и металлизированных отверстиях, думаете от хорошей жизни? Вам еще провезло что питалово стоит в секторе питалова т.е. изначально шумном, как USB. Если такие вещи ставить со стороны гироскопа АЦП или RF тракта, все капец, прибор теряет примерно все.
4. Так и не понял зачеи нужен трек "постереди машины". Вы там порядовку делаете в карте? Обычно нужна либо осевая линия дороги, либо контурная асфальта-газона. Это я как градостроитель говорю. Осевая как раз практически на левом колесе идет, контур дороги на правом. Столько возни из-за странной линии. Кроме того есть еще в градостроительном софте функция offset - создание параллельных кривых. В случае ИНС треков заметно более продуктивный метод с развитыми возможностями по сравнению с осью машины. Еще есть гениальное место для осевой линии (я оттуда брал) - датчик вращения выходного вала КПП, до дифференциала. Конструкционно от abs не отличается ничем.
5. Тут может оказаться превышение предельной частоты. Надо будет поискать в ТТХ, было где-то.

SviMik · 2019-07-29 22:07:07

1. Порт 115200 и любые герцы идут штатно через USB. Гнать все это через uart+max12+rs232+HC-05+bluetooth+мобилко-на-андроиде мягко говоря неоптимальная конструкция.

Опять вы меня не поняли. ublox не даёт отдельно выбрать частоту для USB, отдельно для UART. Если я поставил 5Гц - оно везде будет 5Гц, независимо от того, нужно мне оно на bluetooth, или нет. Поэтому единственный выход для bluetooth - мириться с этим, и передавать тоже на 5Гц. А в дефолтные 9600 5Гц никак не влазят.

Но, справедливости ради, мне нравится, как плавно и точно поворачивается карта в османде на телефоне, когда данные передаются на 5Гц. Если оно работает, и работает хорошо, то какие аргументы против?

А нельзя просто все запараллелить и Rx и Tx? Просто не отправлять ничего туда и не будет путаницы.

Тогда надо развязать их с помощью подтяжки и двух диодов, дабы они не устроили КЗ в попытках установить линию в разное состояние.

Если Вы посмотрите шумы и как от них защищаться, но становится понятным принцип экранирования и взаимного расположения деталей.

Попробуйте накрыть чувствительные тракты металлическими экранами типа таких.
Ну и наконец, кардинально вопросы помех решают банальные 4-х слойки со слошными слоями массы и питания внутри.

4. Так и не понял зачеи нужен трек "постереди машины".

А я не понял, как вы машиной бордюры измеряете. Всё равно у вас какой-то offset будет, если только не ехать колесом поверх самого бордюра. Да и из кабины ж не видно точное расстояние между колесом и бордюром, оно же плавать будет.

Осевая как раз практически на левом колесе идет

На вас водители странно не смотрят, когда вы колесом по разделительной полосе или бордюру едете? И не точнее ли получится, если проехать туда, обратно, и вычислить осевую линию между двумя треками? Держать машину по центру полосы гораздо легче, чем одним колесом куда-либо.

Еще есть гениальное место для осевой линии (я оттуда брал) - датчик вращения выходного вала КПП, до дифференциала. Конструкционно от abs не отличается ничем.

Плохое место. Ведущие колёса могут пробуксовывать, когда трогаешься. Задние в этом плане надёжнее.

Это я как градостроитель говорю.

Ну, я не градостроитель, и бордюры у нас и так по снимкам нарисовать можно. Задачи с GPS у всех разные.

Last edited by SviMik (2019-07-30 01:56:12)

SviMik · 2019-07-31 23:11:57

Добавил выход для подключения ардуины (UART и 5V):
http://svimik.com/IMG_20190730_191509.jpg
http://svimik.com/IMG_20190730_194431.jpg

Сделал сумматор импульсов, чтобы использовать оба задних колеса:
http://svimik.com/IMG_20190730_192442.jpg
http://svimik.com/IMG_20190730_202410.jpg
Код можно взять здесь: https://gist.github.com/SviMik/9b7d5af1 … 699f818c67

Тест в туннеле:

Разворот в первую и вторую полосу.

Этот снимок пришлось сместить под трек, что-то он аж на 7 метров уехал
Далее все снимки пойдут как есть, без смещения. Похоже, какой-то одиночный косяк Maa-amet.

Сравнение с GPS в телефоне:

Тут телефон поймал последнюю точку у форточки:

Last edited by SviMik (2019-07-31 23:17:35)

coolkaas · 2019-08-01 06:09:20

Круть крутецкая. Мы читаем и молча завидуем))

SviMik · 2019-08-01 18:48:17

Вот вам и первая success story: T1 Mall of Tallinn

Изначально это выглядело так:

Далее, я проехался там со своим новым девайсом, и получил вот такие треки:

Итоговый результат:

В принципе, такое здание - это предел возможностей девайса. И то, я выныривал из него три раза, чтобы поймать GPS.

В первый раз я попытался замапить вообще всё за один заход. За 15 минут набежала ошибка в 5 метров. На скрине выше видно, что линии уже начали ехать. Потом стал периодически выныривать, чтобы поймать GPS. После этого выработал тактику: отдельно проезжать здание насквозь по кратчайшему пути, чтобы точнее замапить все въезды, выезды, и главные проезды. Потом уже развлекаться со всякими parking_aisle.

parukhin · 2019-08-01 20:05:40

Красота!
Интересно, к велокомпьютеру можно подключить?

Dimon · 2019-08-13 15:15:08

Да, уж красота. Всеж датчики ABS супер-качественную инфу для счисления пути поставляют!

SviMik wrote:

После этого выработал тактику: отдельно проезжать здание насквозь по кратчайшему пути, чтобы точнее замапить все въезды, выезды, и главные проезды.

Дык, так инерциалки все только так и работают — надо иногда выныривать для уточнения позиции

parukhin wrote:

Красота!
Интересно, к велокомпьютеру можно подключить?

Можно, если сделать четырехколесный велик, который повороты без крена проходит.

parukhin · 2019-08-13 21:14:48

Dimon wrote:

parukhin wrote:
Красота!
Интересно, к велокомпьютеру можно подключить?
Можно, если сделать четырехколесный велик, который повороты без крена проходит.

Не, мой двухколёсный и с креном, хотя на море на чём-то подобном катались по набережной https://strongpeople.ru/velomobili/mode … fanteriya/ там точно крена не было, надо брать

SviMik · 2019-08-18 03:02:31

Можно попробовать поставить девайс на электронный стабилизатор для камеры, чтобы он всегда был горизонтальным.
Ну или уговорить автора ещё раз попробовать 6-осевые сенсоры, может что-то интересное на рынке появилось.

Dimon · 2019-08-18 11:36:33

2. С шестиосевыми гиррскопами есть одна большая проблема --- вы получаете огромный поток ненужной информации, 90% из нее невозможно очистить от мусора изза тряски, но для работы системы нужно и достаточно одной оси - Ζ. То есть добавляется огромное количество ресурсов, а качество информации не становится лучше. Задача определения горизонта впринципе нерешаема в mems гироскопах на подвижной платформе, как и задача определения нулевой скорости при остановке в mems линейных акселерометрах. Изза шумов все уходит и уплывает.

1. Да, гиростабилизированные платформы это интересно и может помочь, втч и гимбалы от камер. Только опять важно не связываться с трехосевыми подвесами иначе они "сожрут" информацию о повороте транспортного средства вокруг оси Z и вся затея потеряет всякий смысл.

Отсюда вывод - круче mems могут быть большие гироскопы, механически-вращающиеся, лазерные, волоконно-оптические, какие угодно, но только в микросхемах ловить больше нечего. Да, и пульсы одометра заменить нечем по той-же причине.

SviMik · 2019-08-19 12:45:16

1. Да, гиростабилизированные платформы это интересно и может помочь, втч и гимбалы от камер. Только опять важно не связываться с трехосевыми подвесами иначе они "сожрут" информацию о повороте транспортного средства вокруг оси Z и вся затея потеряет всякий смысл.

Спасибо, Кэп. Да, надо будет поискать двухосевой, или тот, у которого третью ось можно отключить.
Альтернатива - собрать такой самому. Можно сделать довольно компактно, нам ведь сильные наклоны не нужны.
Как ещё вариант - поставить гироскоп на отдельную плату, и использовать микросерво или магнитный подвес для его стабилизации. Такое уже может влезть в саму коробку.

2. С шестиосевыми гиррскопами есть одна большая проблема --- вы получаете огромный поток ненужной информации

Все 6 осей нужны для одной цели - вычисление наклона платформы. Далее, имея наклон, мы можем:
1. Использовать 3 оси гироскопа для вычисления четвёртой, виртуальной оси, которая располагалась бы горизонтально.
2. В зависимости от наклона дороги отредактировать показания одометра, чтобы расстояние считалось относительно горизонтальной плоскости.
Оба пункта должны решить проблему езды по наклонным поверхностям.

Рекомендую также обратить внимание на MEMS массивы:
https://inertialelements.com/osmium-mimu4444.html
У одиночного MEMS датчика дрейф 5.4 градуса в час. Усредняя 4 штуки уже получается 2.3 градуса в час. А если поставить 32 штуки - всего 1.2 градуса в час.
Цена за готовое изделие немного неадекватная, но компоненты недорогие, можно повторить такое самому.

Ну и чисто поржать, если есть лишние 100 баксов:
https://www.ebay.com/itm/KVH-DSP-5000-F … 3866115567
Оптоволоконный гироскоп. Модель 2002 года и б/у, отсюда такая цена. Но по идее даже оно должно быть лучше любых MEMS. В своё время такая коробочка 4000$ стоила.

Last edited by SviMik (2019-08-26 00:05:04)

coolkaas · 2019-08-20 04:16:55

SviMik, никто не обещал, что у датчиков будет нормаловское распределение дрейфа. Их нельзя так, арифметически, усреднять. (усреднять-то можно)) тока опираться на те градусы ябы побоялся).

SviMik · 2019-09-05 00:04:07

По результатам месяца использования набралась некоторая статистика

Итого, разброс координат составил приблизительно плюс-минус полмашины (60см)

chnav · 2019-09-05 11:51:24

SviMik wrote:

По результатам месяца использования набралась некоторая статистика
Итого, разброс координат составил приблизительно плюс-минус полмашины (60см)

А у вас случаем EGNOS не ловится ? Уж больно хороши результаты.

SviMik · 2019-09-05 22:35:39

А у вас случаем EGNOS не ловится ?

Увы, не знаю, как смотреть.

Уж больно хороши результаты.

Для навигатора - хорошие. Для мапинга - хочется лучше. Очень жду результатов теста двухдиапазонного приёмника.

coolkaas · 2019-09-06 05:25:12

chnav, не, это гироскопы. Sbas'ы такие точности не дадут. Можно на сотовом погонять спутник поправок, даже если его нет. Через инет.

Программа Status GPS --> location source: sbas enhanced (ddk).
Вот, в сторону ддк и копать. Бесплатное приложение на неделю, что ли. А Статус гпс умеет в него тыкаться.

chnav · 2019-09-06 06:25:44

coolkaas wrote:

chnav, не, это гироскопы.

Гироскопы убирают скачки позиции в плохих условиях приёма плюс DR при отсутствии сигнала, глобальной точности они не добавляют. Хотя конечно качество по сравнению с автономной позицией ощутимо лучше.
Гладкий != точный.

Добавлю про сравнение треков, это касается абсолютно всех треков, не только данной теме. По сути мы сравниваем в одномерном пространстве, т.е. смещение треков поперёк направления движения. Смещение вдоль никого не интересует и его невозможно увидеть на треке. Пример двумерного случая - "балконный тест", когда координата гуляет в двух осях.

Last edited by chnav (2019-09-06 07:59:16)

chnav · 2019-09-06 06:32:45

SviMik wrote:

А у вас случаем EGNOS не ловится ?
Увы, не знаю, как смотреть.

По идее надо посмотреть строку $xxGGA, но полагаю было бы видно и в $xxGSA.
Посмотрел в вики, у вас должен быть виден спутник 36 (PRN123), юг-юго-запад возвышением около 30°.
https://en.wikipedia.org/wiki/European_ … ay_Service

Last edited by chnav (2019-09-06 06:35:27)

SviMik · 2019-11-14 05:45:04

Сделал сравнение с RTK приёмником ZED-F9P (зелёный):

RTK определённо проигрывает в тоннелях и под мостами

Ну а если серьёзно, то время до fixed координат составило порядка 2с при проезде под мостами и 4.5с при выезде из тоннеля. В целом, в городском цикле у меня получилось:
fixed - 89.1%
float - 5.8%
dgnss - 5.1%

Погрешность dead reckoning в сравнении с RTK составила от 1 до 2 метров, если мерить расстояние между треками перпендикулярно. Но у dead reckoning обнаружилось ещё некоторое отставание координат по времени, которое плавает от 200 до 500мс. Так что если сравнивать точки с одинаковыми метками времени, то получаются скорее диагонали:
http://svimik.com/drvsrtk7.png

Last edited by SviMik (2019-11-14 05:50:42)

chnav · 2019-11-14 06:44:06

SviMik wrote:

Так что если сравнивать точки с одинаковыми метками времени, то получаются скорее диагонали:

:thumbup: Первое на моей памяти лет за 10-15 корректное сравнение координат в кинематике среди обычных пользователей. А то обычно сравнивают cross-error, т.е. по одной из осей поперечной треку, а продольная ошибка не учитывалась.
Были даже клоуны среди рыбаков, которые убеждали, что точность гарминов в движении выше, чем в статике; на основании этого предлагали засекать лунки на льду, записывая трек на снегоходе в двух перпендикулярных направлениях :рукалицо:

Last edited by chnav (2019-11-14 06:49:41)

Dimon · 2019-11-14 12:36:16

SviMik wrote:

RTK определённо проигрывает в тоннелях и под мостами

Я думаю во дворах многоэтажек разница будет существеннее. А в открытом поле, сферическом вакууме можно и посравнивать

#351 2019-07-29 02:44:54

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#352 2019-07-29 15:35:46

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#353 2019-07-29 17:26:44

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#354 2019-07-29 20:43:08

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#355 2019-07-29 22:07:07

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#356 2019-07-31 23:11:57

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#357 2019-08-01 06:09:20

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#358 2019-08-01 18:48:17

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#359 2019-08-01 20:05:40

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#360 2019-08-13 15:15:08

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#361 2019-08-13 21:14:48

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#362 2019-08-18 03:02:31

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#363 2019-08-18 11:36:33

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#364 2019-08-19 12:45:16

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#365 2019-08-20 04:16:55

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#366 2019-09-05 00:04:07

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#367 2019-09-05 11:51:24

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#368 2019-09-05 22:35:39

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#369 2019-09-06 05:25:12

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#370 2019-09-06 06:25:44

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#371 2019-09-06 06:32:45

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#372 2019-11-14 05:45:04

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#373 2019-11-14 06:44:06

Re: GPS с гироскопом и одометром.

#374 2019-11-14 12:36:16

Re: GPS с гироскопом и одометром.

Board footer