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WIKI::ESTIMACIÓN DE LA POSICIÓN (EPS)

El firmware u360gts implementa un Sistema de Posición Estimada (EPS) que mejora notablemente el seguimiento del aeromodelo cuando está activo. Este sistema fue introducido por primera vez en las versiones 5.x de forma experimental, habiendo pasado a ser una característica configurable a partir de la versión 6.0.

El sistema EPS se introduce para resolver el problema del ángulo de desfase horizontal existente entre el aeromodelo y la antena: cuando el tracker recibe las coordenadas de la posición del aeromodelo, mueve la antena a dicha posición, pero desde que recibe dicha posición hasta que la antena se mueve transcurre un tiempo en el que el aeromodelo se ha estado desplazando, por lo que la antena siempre apunta con cierto retraso con respecto al aeromodelo.

El sistema EPS dota al antenna tracker de un comportamiento predictivo, esto es, el tracker intentará anticiparse a los movimientos del aeromodelo para que la antena apunte lo más fielmente posible a su posición real, en lugar de a la última posición recibida.

Además, el sistema EPS mejora la fluidez del seguimiento, en especial para aquellos casos en los que la telemetría se recibe a baja frecuencia (una trama por segundo, por ejemplo).

Modos de Estimación de la Posición

A partir de la versión 7.2.0 del firmware, el sistema EPS dispone de 3 modos de estimación, que pasaremos a explicar más abajo:

  • Modo 1
  • Modo 2
  • Modo 3 (1+2)

No hay un modo EPS ideal que sea mejor o peor que otro, le corresponde al usuario realizar los ajustes y pruebas de campo necesarias para determinar que modo se ajusta mejor a su configuración.

MODO 1

Este modo fue implementado por primera vez en la versión 5.0. En este modo, cada vez que se recibe un nuevo dato de posición se realiza el cálculo de estimación.

Cuando el tracker recibe la posición actual del aeromodelo (A) tuiliza la información disponible de la última posición almacenada (U) para estimar la velocidad y rumbo que lleva el aeromodelo entre esas dos posiciones, y aplicando un factor de ganancia (configurable por el usuario) al valor de la distancia recorrida, se calcula la posición estimada (E), a la que probablemente se moverá el aeromodelo.

Para usar el modo 1, sólo es necesario activar el sitema EPS y modificar el parámetro  eps_distance_gain para ajustar el factor de ganancia.


MODO 2

Es el sistema EPS implementado en la versión 7.1.0. En este modo, a diferencia del modo 1, no se realiza estimación en el momento que llega un nuevo dato de posición en este modo, sino que las estimaciones se realiza de forma períodica, cava vez que el contador de tiempo (el reloj) llega a uno de los hitos marcados,  con una frecuencia que es configurable por el usuario, de modo que se realiza la estimación a intervalos regulares con la información disponible de las últimas posiciones que se hayan recibido.


Veamos un ejemplo:

La figura es un ejemplo práctico, en el que se muestra una línea representando el tiempo, que está dividido en intervalos de 250 milisegundos.

Los datos de posición, Pi-1, Pi y Pi+1, se reciben a través de la telemetría con una frecuencia de 1Hz, es decir, una posición por segundo (1000 milisegundos).

Las marcas rojas E1, E2, E3, E4 y E5 son posiciones estimadas a partir de los datos de las posiciones Pi-1 y Pi.

Tras la estimación de la posición E4 debería haberse recibido por telemetría los datos de una nueva posición, Pi+1. Pero transcurridos 250 milisegundos sin recibir datos,  se ha realizado una nueva estimación, la posición E5.

Con este sistema de estimación se suaviza el movimiento que realiza el tracker entre posición y posición, que de no aplicarse daría la impresión de que el tracker realiza pequeños tirones cada segundo.

El siguiente vídeo muestra el comportamiento del tracker a 1HZ con diferentes frecuencias de estimación.

En los 4 casos la telemetría se está recibiendo a una frecuancia de 1Hz. Las frecuencias de estimación son 1Hz (1000ms), 2Hz (500ms), 4 Hz(250ms) y 8 Hz (125ms).

Como se puede observar, cuando mayor sea la frecuencia de estimación, más fluido es el movimiento del tracker.

Con este sistema es obligatorio configurar los parámetros eps_distance_gain, que tiene idéntica función que en el modo 1, y el parámetro eps_frequency.


MODO 3 (1+2)

Este modo de estimación en una mezcla de los modos 1 y 2.  Se realizan estimaciones tanto cuando se recibe un nuevo dato de posición, como cuando el contador de tiempo alcanza los hitos marcados por la frecuencia de estimación.

Los parámetros eps_distance_gain y eps_frequency son necesarios para configurar este modo.

ESTIMACIÓN POR INTERPOLACIÓN (EXPERIMENTAL)

Hasta la versión 6.0.8 el sistema EPS realizaba la estimación teniendo en cuenta únicamente los datos de las dos últimas posiciones, dando por sentado que el aeromodelo llegará a la siguiente posicion en trayectoria recta y a la misma velocidad que en la última posición.

A partir de la versión 6.5.0 se ha introducido una función de interpolación  con la que se puede tener en cuenta más datos de posición para conseguir una mejor estimación. Con esta función se estiman las nuevas posiciones teniendo en cuenta la variación que se ha producido tanto en la velocidad como en el heading del aeromodelo.

La función de interpolación se puede usar de forma opciona sólo en los modos 2 y 3, y dispone de sus própios parámetros de configuración.


FILTRADO DE POSICIONES ERRÓNEAS

A partir de la versión 6.5.0 se realiza un filtrado de datos de posición potencialmente erróneos. El filtro consiste en desechar los datos de posiciones que lleven implícito un cambio exagerado en la velocidad del aeromodelo.

Este filtrado es especialmente útil en protocolos de telemetría como FrSky D, que puede provocar algunos errores en los datos de telemetría por culpa de la calidad del enlace, y que tienen como consecuencia que el tracker pueda apuntar en ocasiones a posiciones muy alejadas de las reales.

Configuración

A continuación se describe como configurar el sistema EPS:

  • Activar/Desactivar la característica EPS
  • Parámetros de configuración del sistema EPS.
  • Habilitar/deshabilitar la función de interpolación.
  • Parámetros de configuración de la función de interpolación.
  • Configuración del filtro de posiciones.


ACTIVAR/DESACTIVAR EL SISTEMA EPS (MODO CLI)

Para activar el sistema EPS ejecute:

feature eps

Para desctivarlo:

feature -eps


ACTIVAR EL SISTEMA EPS (DISPLAY)

1. Entrar en el menú de configuración
2. Seleccinar la opción de menú EPS
3. Seleccionar la opción MODE
4. Seleccionar el Modo deseado
5. Seleccionar SAVE

Una vez que activado el sistema EPS, la página de telemetría mostrará las letras EPS seguidas del número de modo.


DESACTIVAR EL SISTEMA EPS (DISPLAY)

1. Entrar en el menú de configuración
2. Seleccinar la opción de menú EPS
3. Seleccionar la opción MODE
4. Seleccionar DISABLE
5. Seleccionar SAVE

Una vez que activado el sistema EPS, la página de telemetría mostrará las letras EPS seguidas del número de modo.


PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN EPS (MODO CLI)

Ajuste del parámetro de ganancia:

set eps_distance_gain=valor

Es el porcentaje que se aplicará a la distancia estimada. Puede tomar valores entre 1 y 1000. Por defecto el valor es 50.

Ajuste del parámetro de frecuencia de estimación:

set eps_frequency=valor

Es el tiempo en milisegundos que transcurre entre estimaciones. Puede tomar valores entre 100  y 1000 milisegundos. Por defecto el valor es 250.


PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN EPS (DISPLAY)

1. Entrar en el menú de configuración
2. Seleccinar la opción de menú EPS
3. Seleccionar la opción DISTANCE GAIN o FREQUENCY
4. Seleccionar -10/+10 para decrementar/incrementer. 
5. Seleccionar EXIT
6. Seleccionar SAVE

Una vez que activado el sistema EPS, la página de telemetría mostrará las letras EPS seguidas del número de modo.


HABILITAR/DESHABILITAR LA FUNCIÓN DE INTERPOLACIÓN

Para habilitar la función de interpolación:

set eps_interpolation=ON

Para deshabilitarla:

set eps_interpolation=OFF


PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN DE LA FUNCIÓN DE INTERPOLACIÓN

Para ajustar el número de posiciones anteriores a partir de la cual se harán las estimaciones:

set eps_interpolation_points=valor

Su valor por defecto es 3, aunque puede trabajar con más números de puntos. A mayor número de puntos el ajuste puede ser más preciso, pero en caso de errores éstos pueden ser muy grandes. Además, cuanto mayor sea el número de puntos mayor será el tiempo de proceso invertido en los cálculos.

Para ajustar la ganancia de velocidad:

set eps_heading_gain=valor

Es el porcentaje de ganancia que se aplica a la variación de velocidad, y acepta valores entre 1 y 1000.

Para ajustar la ganancia de heading:

set eps_speed_gain=valor

Es el porcentaje de ganancia que se aplica a la variación de heading. Acepta valores entre 1 y 1000.


CONFIGURACIÓN DEL FILTRO DE POSICIONES

Para activar el filtro de posiciones, ajuste el siguiente parámetro con un valor mayor a cero:

set eps_max_speed=valor

Es la velocidad máxima en metros por segundo permitida para aceptar una posición. Su valor por defecto es 0.