Aller au contenu


Photo
- - - - -

Projet de voilier autonome


26 réponses à ce sujet

#1 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 02 septembre 2010 - 12:13

L’idée du projet commencé fin 2009 et a pour origine un rêve d'enfant. Ce rêve consiste à créer un voilier complètement autonome pouvant évoluer et apprendre de son environnement. Je suis breton et les voiliers voguant au large m'ont rappelés plusieurs fois l'immensité de l'océan, ses dangers et merveilles. J'ai souvent été captivé en regardant des voiliers se mouvoir tranquillement au gré du vent. Sur mon temps libre, j'ai commencé à réfléchir à la faisabilité d'un tel projet et aux limites que j'allais lui donner.

Le bateau doit pouvoir sonder son environnement pour détecter des éventuels obstacles estimer, sa vitesse, l'énergie restante dans ses batteries, la direction du vent, déterminer le nord, déterminer sa position,... Les différents capteurs vont permettent au voilier de déterminer le cap à suivre.
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#2 galactus

galactus

    Habitué

  • Membres
  • PipPip
  • 157 messages

Posté 02 septembre 2010 - 12:14

et un joli radar pour éviter les tempetes non? ^^

#3 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 02 septembre 2010 - 12:28

et un joli radar pour éviter les tempetes non? ^^

Naturellement pour les tempêtes mais surtout les baleines ;-)
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#4 Esprit

Esprit

    Pilier du forum

  • Membres
  • PipPipPipPipPip
  • 1 503 messages
  • Gender:Male
  • Location:Belgique
  • Interests:La robotique !

Posté 02 septembre 2010 - 12:59

Tu prévois un voilier de quelle taille ?
Tout petit pour voguer un étang ? Ou bien un truc relativement grand ?

Esprit
*Rêve d'en caser un dans un robot*


#5 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 02 septembre 2010 - 01:53

Tu prévois un voilier de quelle taille ?
Tout petit pour voguer un étang ? Ou bien un truc relativement grand ?


Un voilier de classe M ( environ 1m30 )
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#6 Leon

Leon

    Membre passionné

  • Membres
  • PipPipPipPipPip
  • 1 289 messages
  • Gender:Male

Posté 02 septembre 2010 - 06:18

J'avais eu, moi aussi, cette idée en tête. Ca me parait complètement faisable. Un petit voilier radiocommandé, équipé d'un GPS et d'un sondeur simple, ça pourrait parfaitement faire l'affaire. Il faudrait boussole (+ gyromètre), accéléromètre (pour détecter la gîte excessive). Pour l'anémomètre et la girouette, il faut bricoler ça, mais ça me parait complètement faisable.

Et puis, se plonger dans la programmation d'un voilier, c'est être certain de maitriser la théorie qui se cache derrière la voile. Donc je trouve ça très intéressant!

N'hésites pas à me solliciter, ton projet m'intéresse beaucoup!

Leon.

BOB4, mon drone hélicoptère autonome d'intérieur http://heli.bot.free.fr/
BOB3, mon robot autonome d'intérieur avec WiFi + Foxboard Linux http://ze.bot.free.fr/
BOB5, robot bipède simulé, puis tentative de réalisation (fail)


#7 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 02 septembre 2010 - 07:03

J'avais eu, moi aussi, cette idée en tête. Ca me parait complètement faisable. Un petit voilier radiocommandé, équipé d'un GPS et d'un sondeur simple, ça pourrait parfaitement faire l'affaire. Il faudrait boussole (+ gyromètre), accéléromètre (pour détecter la gîte excessive). Pour l'anémomètre et la girouette, il faut bricoler ça, mais ça me parait complètement faisable.

Et puis, se plonger dans la programmation d'un voilier, c'est être certain de maitriser la théorie qui se cache derrière la voile. Donc je trouve ça très intéressant!

N'hésites pas à me solliciter, ton projet m'intéresse beaucoup!

Leon.


Merci pour votre réponse. Pour la magnétometre j'envissage d'acheter CMP03 pour l'accéléromètre ADX335. Pour la boussole je compte utiliser http://www.austriamicrosystems.com/eng/Products/Magnetic-Encoders/Rotary-Encoders/AS5040/%28oi%29/1.
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#8 Esprit

Esprit

    Pilier du forum

  • Membres
  • PipPipPipPipPip
  • 1 503 messages
  • Gender:Male
  • Location:Belgique
  • Interests:La robotique !

Posté 02 septembre 2010 - 07:47

1m30 c'est déjà une belle bête.

J'ai hâte de voir les avancées, ça a l'air très intéressant ! ;)

Esprit
*Rêve d'en caser un dans un robot*


#9 skyhack

skyhack

    Membre chevronné

  • Membres
  • PipPipPipPip
  • 813 messages
  • Gender:Male
  • Location:Racourt et Flaba (08)
  • Interests:Synthé, modélisation mécanique, bricolage divers, VTT enduro

Posté 02 septembre 2010 - 09:46

C'est vrai que ce serait pas mal un voilier radiocommandé ou en total autonomie, cependant ce qui m'inquiète c'est que ce soit l'eau, les vagues et autre qui conditionnent en bonne partie au réactions de ton voilier. Léon devrait s'en rendre compte assez vite avec son drone car j'avais vu un clip sur un concours de drone dont les épreuves se déroulaient dehors et dans une salle équipée d'une soufflerie --> résultat des comptes, aucun ou presque des concurrents n'a réussi clairement un vol convenable avec du vent(car les engins sont beaucoup trop petits et vite déstabilisables).

Donc a mon vis tu a intérêt à viser un voilier GRAND et lourd afin que sa corpulence ne lui joue pas des tours dans l'eau, (1m30 me paraît faible, je pense que tu devrais viser plus grand encore -à mon avis).
" Monsters are real. Ghosts are real too.
They live inside us and sometimes they win."
-------------Stephen King.------------------

" le fait que les extraterrestres étaient amis avec les Mayas ne signifie pas qu'ils sont nos amis ... "
-------------------------------------Stephen Hawking----------------------------------------------------

#10 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 02 septembre 2010 - 10:08

C'est vrai que ce serait pas mal un voilier radiocommandé ou en total autonomie, cependant ce qui m'inquiète c'est que ce soit l'eau, les vagues et autre qui conditionnent en bonne partie au réactions de ton voilier. Léon devrait s'en rendre compte assez vite avec son drone car j'avais vu un clip sur un concours de drone dont les épreuves se déroulaient dehors et dans une salle équipée d'une soufflerie --> résultat des comptes, aucun ou presque des concurrents n'a réussi clairement un vol convenable avec du vent(car les engins sont beaucoup trop petits et vite déstabilisables).

Donc a mon vis tu a intérêt à viser un voilier GRAND et lourd afin que sa corpulence ne lui joue pas des tours dans l'eau, (1m30 me paraît faible, je pense que tu devrais viser plus grand encore -à mon avis).


Il faut bien lester le bateau et une quille appropriée dans mon cas elle fait un peu moins de 4kg. Mais c'est un vrai que les vagues vont avoir un impact sur la navigation.
On verra j'aimerai développer une algorithme d'apprentissage par renforcement qui converge vers une solution plus au moins optimale.. ;)
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#11 raoullevert

raoullevert

    Nouveau membre

  • Membres
  • 19 messages

Posté 19 septembre 2010 - 02:38

Salut,

Intéressant ton projet de voilier. Je fait un peu de voile donc les notions évoquées ne me paraissent pas trop étrangères.
Pour résumer : garder le cap, régler les voiles en fonction du vent, ça se fait sans aucun soucis.
Pour garder le cap, il existe déjà des pilotes automatiques (commandés par boussole ou GPS).
Pour régler les voiles, un capteur de vent apparent et deux enrouleurs automatiques le font sans problème : c'est un simple calcul d'angle.

Le gros problème est d'éviter les autres bateaux. Pour les gros navires de plus de 30m, l'AIS est prévu pour ça. Ces navires envoyent leurs caps, vitesse, taille, identification et destination en permanence. C'est obligatoire d'ailleurs. Un logiciel comme seaclear utilise ces AIS et calcul si tu risques la collision ou pas. Par contre pour les petits navires, c'est autre chose. Il y a des règles de priorités qui ne pas évidentes, et se pose le problème de la detection de ces petits bateaux. Et puis un navire à la voile n'a pas la même priorité qu'un navire à moteur.

Donc si tu veux faire un système sur lequel tu rentres un cap, et le système se démerde pour le suivre et régler les voiles (en tirant des bords ou pas) ... c'est faisable
Un voilier totalement autonome : j'y crois pas trop. Après, il faut toujours avoir des rêves assez grand pour ne pas les perdre de vue !

#12 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 21 septembre 2010 - 12:45

Bonjour,

Merci pour tes renseignements, je n'avais pas connaissance du système AIS, c'est pas mal pour localiser les gros bateaux. Mais projet est beaucoup plus modeste, s'il arrive à aller de sa position à une coordonnée GPS, je pense être satisfait.
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#13 raoullevert

raoullevert

    Nouveau membre

  • Membres
  • 19 messages

Posté 23 septembre 2010 - 08:33

Si ton bateau a déjà un pilote, ça simplifie le problème. Sur la plupart des pilotes, tu peux envoyer des WayPoints externes. Après il te geste les voiles à gérer. Pour faire simple, il faut juste garder la voile à 90° par rapport au vent apparent.

#14 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 25 octobre 2010 - 04:40

Bonjour,

J'ai passé quelques soirées à essayer de compenser mon compas deux axes grâce à mon accéléromètre. Cependant, lorsque j'essaye de faire une approximation du troisième axes de mon compas, je pense que les valeurs ne sont pas bonnes. Et donc que le calcul de Azimuth est mauvais.
ci-joint un fichier Excel qui me sert pour mes calculs.
Je joins aussi le travail de Seong Yun Cho et Chan Gook Park sur lequel je m'appuie.

Si vous avez des pistes pour m'aider.

ps : Attention sous Excel, il faut inverser les valeurs pour atan2, ça peut vous faire gagner du temps.....
http://powet.eu/tilt%20compensation.xls

http://powet.eu/27-03-06.pdf

JeD
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#15 Leon

Leon

    Membre passionné

  • Membres
  • PipPipPipPipPip
  • 1 289 messages
  • Gender:Male

Posté 25 octobre 2010 - 05:53

Je me suis beaucoup pris la tête avec mon compas 3D, et maintenant, ça fonctionne bien chez moi. Alors oui, je peux t'aider!

Je n'ai pas super bien compris ce que tu cherches à faire. Construire un angle "à plat" à partir d'un compas 2D et de son inclinaison, c'est à peu près impossible! (ou alors très imprécis, ce qui revient au même) Il faut un compas 3D! Un HMC5843 pour moi. Il faut bien voir que le champ magnétique terrestre n'est pas plat en France, mais incliné de ~45° (la longitude moyenne)! C'est ce champ là que tu mesures avec ton compas 2D. Donc ton raisonnement ne marchera pas à mon avis... A moins que je n'ai pas compris ce que tu veux faire.

Dans le principe, il faut d'abord construire une estimation de l'inclinaison, avec tes accéléros. A toi de construire cette estimation, c'est toi qui a les capteurs en main. Ton fichier excel ne permet que de faire du post-traitement, pas des mesures physiques. Un peu de trigo te permet de retrouver les angles d'inclinaison à partir des accélération. Sur un seul axe, un arcsin(accel_lat) devrait te donner l'angle de roulis (gite), mais en STATIQUE uniquement. Si ton bateau se prend de grosses accélérations en latéral, ça ne fonctionnera pas du tout, à moins que la gite soit constante et que tu filtre bien l'angle déduit. Si la gite et l'accel latérale varient tout le temps, il te faudra un gyro en roulis, ce qui complique pas mal l'affaire!

Pour ton voilier, tu peux sans doute négliger l'inclinaison de tangage, si elle reste toujours faible, et que ton compas est bien aligné avec l'axe du bateau (c'est important).

Après, comment faire pour exploiter le compas?
Tout d'abord, il est TRES important de "calibrer" le compas. Aucun capteur magnétique ne donne des mesures bien centrées autour de Zero, encore moins une fois que tu l'as mis dans un montage.
Il faut que tu mesures le min et le max du champ magnétique terrestre avec les 3 capteurs de ton compas 3D, pour en déduire l'offset et le gain de chacun des capteurs. C'est ces 6 constantes qui sortent de cette étape de calibration. Pour ça, c'est indispensable de repérer l'orientation du champ magnétique terrestre à l'endroit où tu fais tes mesures.

Ensuite, tu peux en déduire l'orientation 3D du champ mesuré "en live" (avec correction d'offset et de gain).
Ensuite, il faut faire faire une rotation inverse de l'angle de roulis (et de tangage si nécessaire) pour exprimer ton vecteur champ non plus dans le repère capteur, mais dans le repère "à plat". C'est sur la base de ce dernier vecteur que tu déduis facilement l'orientation.

Testé et approuvé!

Leon.

BOB4, mon drone hélicoptère autonome d'intérieur http://heli.bot.free.fr/
BOB3, mon robot autonome d'intérieur avec WiFi + Foxboard Linux http://ze.bot.free.fr/
BOB5, robot bipède simulé, puis tentative de réalisation (fail)


#16 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 25 octobre 2010 - 09:56

Je me suis beaucoup pris la tête avec mon compas 3D, et maintenant, ça fonctionne bien chez moi. Alors oui, je peux t'aider!

Je n'ai pas super bien compris ce que tu cherches à faire. Construire un angle "à plat" à partir d'un compas 2D et de son inclinaison, c'est à peu près impossible! (ou alors très imprécis, ce qui revient au même) Il faut un compas 3D! Un HMC5843 pour moi. Il faut bien voir que le champ magnétique terrestre n'est pas plat en France, mais incliné de ~45° (la longitude moyenne)! C'est ce champ là que tu mesures avec ton compas 2D. Donc ton raisonnement ne marchera pas à mon avis... A moins que je n'ai pas compris ce que tu veux faire.

Dans le principe, il faut d'abord construire une estimation de l'inclinaison, avec tes accéléros. A toi de construire cette estimation, c'est toi qui a les capteurs en main. Ton fichier excel ne permet que de faire du post-traitement, pas des mesures physiques. Un peu de trigo te permet de retrouver les angles d'inclinaison à partir des accélération. Sur un seul axe, un arcsin(accel_lat) devrait te donner l'angle de roulis (gite), mais en STATIQUE uniquement. Si ton bateau se prend de grosses accélérations en latéral, ça ne fonctionnera pas du tout, à moins que la gite soit constante et que tu filtre bien l'angle déduit. Si la gite et l'accel latérale varient tout le temps, il te faudra un gyro en roulis, ce qui complique pas mal l'affaire!

Pour ton voilier, tu peux sans doute négliger l'inclinaison de tangage, si elle reste toujours faible, et que ton compas est bien aligné avec l'axe du bateau (c'est important).

Après, comment faire pour exploiter le compas?
Tout d'abord, il est TRES important de "calibrer" le compas. Aucun capteur magnétique ne donne des mesures bien centrées autour de Zero, encore moins une fois que tu l'as mis dans un montage.
Il faut que tu mesures le min et le max du champ magnétique terrestre avec les 3 capteurs de ton compas 3D, pour en déduire l'offset et le gain de chacun des capteurs. C'est ces 6 constantes qui sortent de cette étape de calibration. Pour ça, c'est indispensable de repérer l'orientation du champ magnétique terrestre à l'endroit où tu fais tes mesures.

Ensuite, tu peux en déduire l'orientation 3D du champ mesuré "en live" (avec correction d'offset et de gain).
Ensuite, il faut faire faire une rotation inverse de l'angle de roulis (et de tangage si nécessaire) pour exprimer ton vecteur champ non plus dans le repère capteur, mais dans le repère "à plat". C'est sur la base de ce dernier vecteur que tu déduis facilement l'orientation.

Testé et approuvé!

Leon.


Bonjour Léon,

Merci de ta réponse, je suis content que tu puisses m'aider ! ;-) Il est vrai qu'un compas 3D me faciliterait grandement la tâche.
Mais je n'ai pour le moment qu'un compas 2D. Il fonctionne correctement si il est à plat, par contre si je l'incline sur "Pitch" ou "Roll" les valeurs ne sont plus correcte, c'est d'ailleurs normal.

Mais il semble si j'ai bien compris le pdf de mon dernier message qu'il est possible grâce au dip angle de calculer avec la latitude (GPS) et les valeurs x et y de mon compas de faire une approximation du troisième axes Z. C'est d'ailleurs les calculs que j'ai essayé dans mon fichier Excel.
Puis, grâce aux angles pitch et roll de compenser l'erreur. D'après les résultats de leurs travaux il semble que l'erreur est inférieur à 2°.
Mais je vais vérifier mes calculs, je dois me tromper ; -)

GPS Latitude 48,891
DIP_ANGLE 66,4275804492827

Biasx : (Xmax+Xmin)/2
Sfx : 2*cos(dip Angle)/(Xmax-Xmin)

Xmc = Xmc : (Xmagneto-biasx)*sfx


Pour faire approximation de Z:
Zmagneto = sin(theta)+Xmc*sin(theta)-Ymc*cos(theta)*sin(phi) / cos(phi)*cos(theta)

Vecteur horizontal
xh = x*cos(theta)+y*sin(theta)-z*cos(theta)*sin(theta);
Vecteur vertical
yh= y*cos(phi)+z*sin(phi);
Puis :
azimuth = arctan(yh/xh)
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#17 Leon

Leon

    Membre passionné

  • Membres
  • PipPipPipPipPip
  • 1 289 messages
  • Gender:Male

Posté 27 octobre 2010 - 05:28

OK, je n'avais effectivement pas ouvert le PDF que tu montrais, désolé.
Ca semble intéressant... Mais compliqué. J'ai opté pour la facilité avec mon compas 3D, et je ne le regrête pas! C'est déjà assez compliqué comme ça!

Leon.

BOB4, mon drone hélicoptère autonome d'intérieur http://heli.bot.free.fr/
BOB3, mon robot autonome d'intérieur avec WiFi + Foxboard Linux http://ze.bot.free.fr/
BOB5, robot bipède simulé, puis tentative de réalisation (fail)


#18 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 05 janvier 2011 - 10:02

OK, je n'avais effectivement pas ouvert le PDF que tu montrais, désolé.
Ca semble intéressant... Mais compliqué. J'ai opté pour la facilité avec mon compas 3D, et je ne le regrête pas! C'est déjà assez compliqué comme ça!

Leon.


Quelques nouvelles de mon projet, ça avance ! J'ai ouvert un site internet pour essayer d'expliquer ma construction voici l'adresse: voilier.powet.eu
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu

#19 Leon

Leon

    Membre passionné

  • Membres
  • PipPipPipPipPip
  • 1 289 messages
  • Gender:Male

Posté 06 janvier 2011 - 09:41

Intéressant. Tu as acheté les pièces et commencé l'assemblage?

Pour la production d'énergie électrique, pourquoi ne pas se tourner vers un hydrogénérateur? Un moteur brushless entrainé par une hélice qui va bien, ça pourrait faire l'affaire, non? De manière certainement plus efficace qu'un petit panneau solaire.

Leon.

BOB4, mon drone hélicoptère autonome d'intérieur http://heli.bot.free.fr/
BOB3, mon robot autonome d'intérieur avec WiFi + Foxboard Linux http://ze.bot.free.fr/
BOB5, robot bipède simulé, puis tentative de réalisation (fail)


#20 jeD

jeD

    Nouveau membre

  • Membres
  • 20 messages
  • Gender:Male
  • Interests:http://www.voilier.powet.eu

Posté 07 janvier 2011 - 11:54

Intéressant. Tu as acheté les pièces et commencé l'assemblage?

Pour la production d'énergie électrique, pourquoi ne pas se tourner vers un hydrogénérateur? Un moteur brushless entrainé par une hélice qui va bien, ça pourrait faire l'affaire, non? De manière certainement plus efficace qu'un petit panneau solaire.

Leon.


Bonjour,

Merci pour ta réponse. Oui j'ai acheté les pièces et commencé l'assemblage.
j'ai aussi pensée à un hydrogénérateur. Mais il m'a semblé plus facile d'utiliser un panneau solaire pour commencer. Tu as une idée de comment isoler le moteur brushless de l'eau ? Je ne suis très doué en bricolage ;-)
Est ce que une hydroéoliene est elle bien adaptée à mon projet ? est ce que une hydroéolienne ne va elle pas ralentir le voilier. Je pense qu'une éolienne est plus adpatée.
AUSV-MSE, mon projet de voilier autonome : http://www.voilier.powet.eu



Répondre à ce sujet



  


0 utilisateur(s) li(sen)t ce sujet

0 members, 0 guests, 0 anonymous users