Юра Бейс

Twilight_Sun, да, начну с малого и помаленьку, потихоньку буду растить Франкенстайна

Установка ноля будет двумя опциями - по известной высоте над уровнем моря или по текущему давлению на уровне моря, которое можно узнать на погодных или авиационных сайтах для данного места. Для этого у меня уже код написан.

С тех пор, как я обзавелся андроидными часами LG G Watch R, у которых есть великолепный датчик давления с частотой 75Гц (семьдесят пять измерений в секунду, Карл!) и великолепный всегда активный дисплей, я хотел иметь на нем высотомер со всякими полезными для скайдайва и бейса свистелками и перделками. Кроме смартчасов, все большее количество смартфонов обзаводятся барометрическими датчиками. Но ни в одном из 3-х магазинов приложений я не нашел ничего более-менее подходящего ни для часов, ни для смартфонов.

После того, как я написал L/D Vario:

- приложение для думающих вингсьютеров, работающее на 4-х платформах (Android+Wear/iPhone/Windows) - у меня чешутся шаловливые ручки, чтобы использовать мои алгоритмы анализа данных и кросс-платформенный движок для чего-нибудь еще пользительного. И вот - я к вам пишу, чего же боле...

Итак, я собираюсь написать приложение Smart Altimeter, работающее на любом девайсе с барометрическим датчиком. Приложение будет бесплатным. (Впрочем, не исключаю, что какие-то продвинутые, факультативные фичи можно будет прикупить за небольшую плату, мне ж тоже надо кушать пиво пить, Карл!)

Основной упор будет делаться не на традиционное визуальное использование во фрифоле (т.к. экраны пока все-таки довольно плохо видны на солнце), а на то, что смартдевайсы могут нам дать чего не могут дать "туповысотники" - тактильный и звуковой фидбек, полезные фичи на взлете в скайдайве или подъеме в гору в бейсе, запись и анализ разнообразных данных и т.д.

Я внимательнейшим образом слушаю все ваши пожелания. 3..2..1.. увидимся погнали!!!

Я использовал вариометр (с переключателем на снижение) в скайдайве, когда еще учился летать в вингсьюте (флайсайта тогда еще не было), а заодно и под куполом. Основная проблема была - большая задержка между эффектом (выполаживание, например) и реакцией варио. Секунды 2-3 задержки достаточно, чтобы убить обратную связь. Ты делаешь подушку и видишь по горизонту, что летишь горизонтально, а приборчик еще пищит по-старому; подушка выдохлась, проваливаешься вниз, а приборчик только начинает прочухиваться. Да и чувствительности у него не хватало. Все-таки, для подушки разница есть, летишь ли ты строго горизонтально или снижаешься или подлетаешь с небольшой скоростью, а варио такие нюансы не замечало.

Для параплана - для ловли термиков - наверно, задержка в 2-3сек несущественна, а для нас она убивает все. Именно поэтому в разработке L/D Vario я стремился сделать задержку не более 0.2сек, чтобы изменения в качестве полета чувствовались моментально. Только тогда обратная связь - настоящая обратная связь. С частотой 75Гц, как у барометра в часах LG G Watch R, это возможно. L/D Vario для ваших целей не подойдет, но... не будем загадывать, может, Дед Мороз что-нибудь принесет в клюве.

Версия 2.0.20

Тривиальная, но легко ускользнувшая ошибка в моем локализационном движке вызывала падение приложения при запуске, если системный язык не является одним из поддерживаемых языков локализации (русский и английский) - например, украинский.

Апдейт загружен во все 3 магазина, но в то время как версия для Андроида уже доступна, Эппл занимает ~7+ дней для одобрения (причем загрузка апдейтов, пока предыдущая версия еще ждет одобрения, "перезагружает" часики! Эппл уже не торт), Микрософт ~2+ дня. Се ля ви!

АПДЕЙТ: все 3 телочки уже в кроватке!

Android+Wear

iPhone

Windows

Версия 2.0

L/D Vario теперь является настоящим полетным инструментом, измеряющим наиболее важные аэродинамические параметры планирующего полета: аэродинамическое качество, воздушный глиссаж, текущую горизонтальную и вертикальную воздушные скорости, а также установившуюся горизонтальную и вертикальную скорости, нормализованные к уровню моря (т.е. поляру). Продвинутые многослойные алгоритмы используются для вычисления сглаженной скорости снижения и вертикального ускорения из зашумленных данных о высоте. Уравнения вингсьюта решаются в реальном времени, используя данные акселерометра и барометра (или GPS), чтобы вычислять параметры полета и обеспечивать мгновенную визуальную и звуковую обратную связь. Настоятельно рекомендуется использовать приборы с высокоскоростными барометрическими датчиками (60Гц или быстрее), чтобы задержка обратной связи не превышала 0.2сек.

Android+Wear

iOS

Windows

ars, будет отдельное бесплатное приложение, которое измеряет глиссаж с помощью GPS. Начну со встроенного GPS, насчет поддержки высокоскоростных блютусовских пока не знаю, все зависит от обеспечения девелоперов работающим кодом от производителя для каждой платформы, а это, как показал мой опыт разработки L/D Magic, бабка надвое сказала. Время покажет. Большинство блютусовских GPS сами "встраиваются" в Location Service телефона, так что любая программа, запрашивающая координаты, автоматом получает данные с внешней коробочки. Но обычно это означает всего лишь 1Гц. Чтобы получать данные со скоростью 5-10Гц, нужен проприетарный код от производителя.

> Бог с ним, пусть будет ошибка на ветер, нужно не само качество, а его изменение в зависимости от силы напряга булок.

Это очень распространенное, но - заблуждение. Собственно, с него и начались мои исследования динамики вингсьюта в 2006-м, когда я облажался, прыгнув с шарика в тяжелых Хэнвэгах (ботинки для парапланеристов) и обнаружив, что в Фантоме-1 можно летать (даже с вычетом ветра) с "качеством" 2.9 (а до этого я выдавал только 2.2).

http://www.dropzone.com/cgi-bin/forum/gfor...gi?post=2302808

Тогда я это приписал смещению центра тяжести - изменившийся трим позволил выйти на оптимальный угол атаки, который и обеспечил повышенное качество. Я даже начал серию экспериментов, прыгая с разными весами на ногах, которые используются в качковых залах - до 10кг!

Через некоторое время до меня доперло, что прямолинейный участок траектории не обязательно есть установившийся полет. Установившийся полет (когда глиссаж, скорректированный на ветер, равен качеству) - это когда гориз. и верт. скорости строго постоянны. А у меня была просто медленная подушка:

(кстати, на правом нижнем графике должно быть "GR" (глиссаж), а не "L/D" (качество), что демонстрирует мое тогдашнее непонимание разницы между глиссажом и качеством)

Импортозамещение, так сказать, горизонтальной скорости на повышенный глиссаж. Сейчас это ясно как день, но тогда я это не сразу понял. Облапошился, да. Но нет худа без добра - я начал думать, а нельзя ли из этого фейкового высокого глиссажа как-то вычислить реальное качество, чтобы работать с ним и учиться летать лучше, и чтобы был реальный показатель перформанса разных вингов, а не пущенная тогда тониками утка "наши винги летают с качеством 7.0!" Плодом бессонных ночей стали уравнения вингсьюта и прочие ништяки, лежащие в основе L/D Magic, L/D Vario и Wingsuit Studio.

Обратно к овечкам. Я считаю, что отслеживание изменений глиссажа (не качества!) в зависимости от силы напряга булок есть вредная для здоровья штука. Да-да, полеты с поиском повышенного тона во флайсайте приносят только вред вашей способности летать с высоким настоящим аэродинамическим качеством! Потому что это тренирует вашу способность (временно!) импортозамещать горизонтальную скорость на повышенный глиссаж - т.е. делать незаметную подушку. Потом человек начинает летать в горах, и эта привычка, эти рефлексы делать медленную подушку приводят к тому, что на больших прыжках (~2000м) наш флайсайтовский герой теряет скорость после 40-60с полета и не может перелететь плато и повисает в елках, где его - в лучшем варианте живого - ищет вертолет. Точно также "вредны" (если не понимать, что делаешь) полеты с небольшим перепадом высот, как в Лаутербрюнене - люди приучаются доить скорость для получения повышенного глиссажа, не понимая, что они летят в режиме почти свала, что потом может укусить на больших прыжках. Можно привести аналогию - представьте, что перворазнику под куполом дали флайсайт и сказали "ищи режим с самым высоким тоном, дергая за разные веревочки". Он найдет, что во время задавливания клевант тон значительно повышается, и объявит, что под куполом можно летать сколь угодно далеко, нужно просто тянуть клеванты. Да, он делает подушку и глиссаж временно повышается, но это до поры, до времени - качество-то понижается, вплоть до нуля (свала). Просто под куполом доить скорость можно лишь считанные секунды, а в винге, из-за в десятки раз большей загрузки, доить можно порядка минуты. В винге дойка незаметнее, и перформер думает, что нашел режим с повышенным качеством, хотя на самом деле качество пониженное, это глиссаж повышенный.

Чтобы научиться хорошо летать (не в скайдайверском смысле, не в стае, акро или на соревнованиях) с высоким качеством, нужен инструментарий для измерений именно качества, а не глиссажа. Не понимая, почему флайсайт пищит выше, можно незаметно вредить своей способности находить и удерживать "сладкую точку" (max L/D).

Twilight_Sun, да, нужно быть фанатом, но почему их нет? Думаю, основная причина - времена изменились. В 2006-м, когда я начинал свои исследования, интереса было гораздо больше. Люди думали, выдвигали идеи, шли горячие обсуждения о качестве полета, аэродинамике... Сейчас все схавал фейсбук и проксимити. Все сидят и жамкают лайки и фтыкают на очередное предсмертное видео очередного хероя прокси BFL #XXX.

Разочарую, дважды.

Изготовлением флюгерных подвесок для жаждущих масс я заниматься не хочу по нескольким причинам.

- "тысячи их": форм-факторов разных девайсов огромное количество, все не объять. Подвеска должна не только надежно держать ваш девайс, выдерживая перегрузки бейс-открытия, но и быть точно сбалансирована на центре тяжести, чтобы обеспечивать полную нейтральность системы относительно оси. Это исключает варианты типа раздвижных держалок, используемых в автомобилях или селфи-палках. Под каждый форм-фактор должна быть разработана специфическая система.

- малый интерес: за 3 месяца версии на Андроиде приложение установлено на ЧЕТЫРЕ девайса в России - столько же, сколько и в Иране. В Иране, Карл! (единственную оценку поставил иранский парапланерист) Отсутствие интереса к аэродинамике, полетной инструментации в стране, где такая сильная аэродинамическая история, просто зашкаливает. Страна Жуковского, которую мы потеряли?...

- у меня софтверных задумок лет на over 9000, заниматься чем-либо еще - нельзя объять необъятное. Меня прет от этих задумок и заниматься хочется только полетом мысли, а не занудным выпиливанием железок.

Так что желающим все-таки придется напрячься и поработать лобзиком. Жик-жик!

Ну а выставлять своих телочек-тройняшек голышом в какой-то там порно хаб? Не, они мои, родные, я их держу под замочком.

Вот и последняя тройняшка приползла, 8 дней томилась в застенках Эппла!

Потрогай же любую тройняшку прямо сейчас, чувак, не тупи!

Для клиентов - да, все что угодно. Но для себя, писать свой родной и любимый код? Только через абстракцию от Трех Дядей. Писать для себя на родных технологиях - все равно, что заниматься сексом с тем, что подсунут. Была красна девица - теперь волосатый мужик, но ты продолжай трахаться с тем, что есть. Я разработал свой подход, с которым все Три Дяди через мои розовые фильтры выглядят совершенно идентичными телочками, ласковыми и шелковистыми, которые предоставляют мне свои (идентичные) интерфейсы-тычинки, а я им тычу своим - одним - пестиком (кроссплатформным движком). И какое бы чудище не было там за каждым из волшебных розовых фильтров, я занимаюсь любовью с прекрасными тройняшками. Как-то так.

Жаль, что это невозможно в реальной жизни.

Самое большое удовольствие - писать на C# в Xamarin и Visual Studio, структурируя код так, чтобы >95% кода было кроссплатформным, и клепать приложения сразу для трех платформ на основе своего кроссплатформенного движка.

А по приятности общения с платформой - Android. Отличная документация, все кажется более продуманным, написанным с чистого листа. iOS = буэ. Windows = сумасшествие.

L/D Vario теперь доступно где? где-где, на винде! Требуется Windows 10, т.к. версии до нее не поддерживают датчик давления.

https://www.microsoft.com/ru-ru/store/apps/...io/9nblggh22jwg

v.1.0.14

- значительно ускорена загрузка приложения

- удалено включение x-компоненты кажущейся гравитации в z-компоненту в соответствии с новыми исследованиями

- уменьшена сила фильтра низких частот и максимальное качество ограничено 10 для улучшения чувствительности измерений к быстрым изменениям

С жесткой палкой и более агрессивным сглаживанием, измерения L/D намного стабильнее по сравнению с гибкой удочкой.

Кстати - раньше мне было неясно, равно ли отношение перпендикулярной и параллельной компонент кажущейся гравитации качеству полета даже при поворотах, а не только при полете по прямой. Теперь у меня есть математическое доказательство этого с использованием уравнений вингсьюта для 3D-полета с координированными поворотами. Вычисления слишком длинны и скучны, чтобы их публиковать здесь, просто поверьте на слово. Это подобно магии, когда страницы и страницы вычислений с десятками членов все аннигилируют в простой и красивый результат:

g1/g2 = L/D

В любое время, пока ваш полет координированный (https://en.wikipedia.org/wiki/Coordinated_flight), L/D Vario будет показывать ваше текущее аэродинамическое качество L/D.

Фильтр Калмана на основе уравнений вингсьюта и для различных датчиков - основа L/D Magic. В Мэджике пока есть 4 фильтра Калмана - два для айфона на флюгере (один использует только акселерометр, другой акселерометр и гироскоп) и два для айфона в кармане, но с внешним GPS (внутренний - говно) - один использует только GPS, другой GPS и акселерометр. Есть и (нерелизные пока) модели, которые комбинируют и акселерометр, и гироскоп, и компас, и GPS - но пока руки не дошли их допилить.

О принципе работы L/D Magic можно почитать в хэлпе, который я уже отдельно публиковал в этом форуме, но приведу в этом посте - см. How.pdf; также см. описания каждой из 4-х моделей ФК. Из-за того, что уравнения вингсьюта нелинейные, применяется EKF (Extended Kalman Filter) - c якобианами, рунге-кутта и прочими радостями, которые у любого физтеха вызывают поросячий восторг и желание помахать топором в общаге ФОПФа. Плюс, ограничения - например, мы знаем, что качество (L/D) вингсьюта может быть только в интервале 0 ~ 3.2, так что в процессе фильтрования выходящие из пределов значения "прилепляются" на "пол" или "потолок", не давая ФК расходиться.

Проблема с ФК в том, что он требует тщательной настройки, экспериментирования и понимания, как он работает. С L/D Vario я преследовал другую цель - создать предельно простое и понятное приложение. Как вариометр в параглайдинге - включил и забыл, пусть там пипикает.

L/D Magic - летающая лаборатория. Для пилотов, которые хотят понять физику полета, измерить не только качество полета, но и глиссаж относительно воздуха, и подъемную силу, и силу сопротивления, и соответствующие коэффициенты, и поляру разных режимов полета.

L/D Vario - простая пищалка качества, доступная (бесплатная) всем и большому семейству устройств (Android 4.1+, Android Wear). Но без фильтра Калмана.

Как должно быть понятно теперь, фильтр Калмана меня очень даже устраивает, но разные продукты - это... разные продукты.

Теперь о программной борьбе с вибрациями путем ограничения ускорений. Как видно из графика сырых данных акселерометра на флюгере, приведенного выше (см. кривули с точками Gx, Gy, Gz - частота сэмплов 100Гц, по горизонтали время с интервалом в секунду), просто ограничение в 2g ничего не даст, т.к. вибрации с частотой ~5-6Гц дают амплитуду примерно 0.25g, плюс еще есть вибрации с частотой ~1Гц с амплитудой ~0.1g. Однако достаточно агрессивный low pass filter сглаживает их хорошо (GxFiltered, GyFiltered, GzFiltered). L/D Vario уже использует LPF, так что я просто усилю сглаживание, благо акселерометр даже на смартчасах шпарит 200Гц, так что задержка, привносимая фильтром, практически не будет заметна.

Но это были данные с жесткой палки с айфоном. Проблема с удочкой была в том, что она моталась в потоке так, что никакие сглаживания это безобразие убрать не могут. За это ее - в жопу.

How.pdf

AccelerometerModelInfo.pdf

AccelerometerGyroModelInfo.pdf

GPS3DModelInfo.pdf

AccelerometerGPS3DModelInfo.pdf

А программно "демпфировать"?

В L/D Vario используется простой Low Pass Filter. Однако справиться с танцами удочки он не в состоянии. Попробую вернуться к жесткой подвеске и посмотрю, а потом начну демпфировать отдельные части. Например, смартчасы будут вертеться на жесткой оси на подшипниках, но подшипники будут закреплены в демпфирующих втулках из мягкой резины. Это должно помочь уменьшить турбулентные вибрации. Победить движения тела и дыхание будет намного сложнее.

В L/D Magic, вибрации сглаживаются программно более агрессивно: мотания айфона влево-вправо включаются (по Пифогору) в составляющую кажущейся гравитации перпендикулярно экрану; вибрации также сглаживаются с помощью low-pass filter до подачи данных на движок фильтра Калмана:

И наконец, фильтр Калмана творит свои чудеса и в результате, отфильтрованное качество L/D гораздо глаже, чем просто взять компоненту кажущейся гравитации перпендикулярно экрану и поделить ее на компоненту параллельно экрану:

(здесь на верхнем графике темно-зеленый цвет - это нефильтрованное пиво L/D, а ярко-зеленый - фильтрованное)

Поделюсь неудачами, с которыми столкнулся в процессе разработки, чтобы народ не наступал на те же самые грабли.

С флюгером для айфона, с которым я прыгал ранее:

- была существенная проблема: вибрации. Вибрации создают много шума в измерениях акселерометра. Эти вибрации создаются движениями тела (мелкие движения по тангажу и крену, которые мы даже не замечаем, приводят к заметным ускорениям на конце длинной палки), дыхание (платформа на животе колышется), и невидимые вибрации в результате турбуленции, создаваемой самим флюгером.

С держалкой для смартчасов, над которой я работаю, я хотел не только сделать всю систему легче и создающей меньше паразитного сопротивления, но и решить проблему вибрации. И я думал, что вместо жесткой палки (а эта синяя палка - телескопическая походная палка), что-нибудь гибкое - типа удочки - должно хорошо гасить вибрации. Также, подвеска флюгера на тонкой веревке вместо жесткой оси тоже должна помочь.

Но как обнаружилось в тестировании, обе идеи были неверными: веревка только усилила колебания, так что я вернулся к жесткой оси; но и удочка - по сравнению с жесткой палкой - тоже только усилила вибрации, мотаясь на ветру. Это пританцовывание делает измерения качества негодными.

Итак, обратно к жесткой палке и оси... Надеюсь, это поможет тем, кто делает свой флюгер. Любые советы приветствуются. Может быть, есть здесь кто-нибудь с инженерным опытом подавления вибраций?

Видео:

(По непонятной причине, все 3 прыжка с удочкой закончились закруткой с одинаковым направлением и количеством оборотов. Прям волшебная палочка...)

v.1.0.12

- добавлена поддержка высоты по GPS, если барометр отсутствует

- улучшена своевременность генерации речи: если к моменту окончания произношения первой цифры вторая цифра изменилась, то будет прознесена "свежая" вторая цифра, а не старая

- тон теперь проигрывается в левом стерео канале, речь - в правом

Кстати, вспомнилось к месту.

Дропзона, зима, на земле штиль, а на высоте ветер дует такой, что Портер просто висит неподвижно над землей, как вертолет (но это я осознал только после прыжка). Прыгаю вингсьют. На высоте 3км висит сплошной, но тонкий слой облаков (мелкие такие барашки). Над плоским полем облаков ощущение полета офигительное - отлично видна скорость и глиссаж (glide ratio). Земли не видно. И вот я влетаю в слой, как нож в масло. Слой очень тонкий, всего секунд 5, и картинка мгновенно проясняется (как будто перед глазами держали белый экран и мгновенно убрали). Я СТОЮ НА МЕСТЕ! Ощущение мгновенного замедления - без соответствующей перегрузки - просто сюрное. Пожалуй, никакой там проксимити с ним не сравнится. Как будто попал в другой мир. Как галлюцинация. Мозг отказывается понять, что произошло - как это я так мгновенно остановился.

Мне казалось, что мой глиссаж был равен качеству полета (L/D ~ 2.1, Phantom-1). А оказалось, глиссаж был равен нулю. Я падал вертикально вниз.

Я кстати готов тестировать аппаратное и программное на цессне, на кторой летаю.

Вы как?

И еще вопрос - вы к стандарной атмосфере данные приводите?

Чтобы измерить L/D самолета, придется выключать двигатель - принцип предполагает планирующий полет.

Высота вычисляется по стандартной атмосфере, с фиксированным (пока) давлением на уровне моря. Точность относительной высоты до высоты выброски 4200м - отличная (сравнивал с Altimaster и Viso). Однако во фрифоле использовать как высотник не рекомендую - если девайс влагозащищенный (как, например, смартчасы LG G Watch R), то давление внутри него уравнивается с внешним с некоторой задержкой - показания высоты могут несколько отставать от реалий. Высота выводится чисто как реперная точка для отслеживания изменений в аэродинамике - чтобы можно было записать на камеру и делать изменения в положении тела на определенных высотах ("на 4000м прогнусь бананом... на 3800 прогнусь антибананом... на 3600 расслаблю ножное... на 3400 натяну ножное по максимуму" и т.п. - и отслеживать соответствующие изменения в L/D).

Антон, спасибо за фидбэк и видео! Да, я убрал метки высоты полностью, если барометр отсутствует (по тому, как о его наличии докладывает операционная система). Думаю, в будущем обновлении добавлю высоту по GPS, если он есть, а барометра нет.

- добавлен генератор речи

- устранены щелчки в генераторе тона

Юрий, если возможно понизить до версии Android 4.2.2. будет использоваться на следующем устройстве:

Часы-смартфон iconBIT Callisto 100

Сделано. Низко, низко пал - теперь минимум 4.1 (Jelly Bean). Все, ниже некуда. Теперь, согласно Гуглу, приложение совместимо с 6666 устройств. Да возрадуется тов. 666/2!

(только что загрузил в стор, может занять пару часов, пока новая версия не появится)

https://play.google.com/store/apps/details?...Vario&hl=ru

Antonio, если нетрудно, запостите скриншоты основного скрина и с настройками на ваших часах, хотелось бы убедиться, что лейаут в норме. Все ли работает? (если в устройстве нет барометра, то вместо высоты будет показываться "N/A").

Смилостивился над сирыми птичками - да снизойдет на них благая весть о поддержке Андроида 4.4 (API 19). Если есть желающие опуститься еще ниже, дайте знать.

https://play.google.com/store/apps/details?...Vario&hl=ru

про чистый поток понятно. я подразумевал чтобы вопрос направления закрыть таким способом, т.е. без флюгера обойтись, но всё равно вынести конечно надо

А, тогда, пожалуй, можно. Сделать веер из трубок Пито (в вертикальной плоскости) и динамически (в софте) выбирать показания трубки с максимальным динамическим давлением. Типа веерной пушки:

Только непрактично. Это сколько ж надо сенсоров!