Die Flughöhe konstant zu halten ist nicht immer einfach. Der Flugmodus „Altitude Hold” greift dem Piloten dabei unter die Arme. Ich erkläre euch die Vor- und Nachteile davon.
Mit Altitude Hold ist es einfach, auf gleicher Höhe zu fliegen.
Inhalt
Flugverhalten
Ein Großteil des Flugverhaltens ist identisch mit Stabilize. Roll, Nick und Gier fühlen sich fast identisch an. Nur der Gashebel bedient sich völlig anders. Die Steuerbefehle werden so interpretiert, dass 50% (Hebel in der Mitte) „Höhe halten!” bedeutet. Alles darüber heißt „Steigen!” und darunter liegt „Sinken!”.
Wenn ich also auf gleichbleibender Höhe verschiedene Manöver fliegen will, muss ich mit dem Gashebel nichts weiter anstellen, als ihn mittig zu lassen. Absinken durch Neigung wird automatisch von der Flugsteuerung erkannt und korrigiert.
Horizontales Abdriften durch Wind wird auch in diesem Modus nicht von der Flugsteuerung erkannt, weswegen der Pilot hier wie im Stabilize gegenhalten muss.
Je nach Ausstattung der Flugsteuerung ist es möglich, in diesem Modus zu starten und zu landen. Bis jetzt gibt es noch keinen Walkera, der die benötigten Sensoren hat, damit das zuverlässig funktioniert.
Genutzte Sensoren
Gyro und Accelerometer kümmern sich auch im Altitude Hold um die Lage des Kopter. Dazu kommt noch ein Barometer, um die Höhe über den Luftdruck zu bestimmen.
Barometer sind vergleichsweise problematisch, da zum einen das Messverfahren an sich nicht zuverlässig ist. Durch Thermik und Wind kann sich der Luftdruck ändern, was die Flugsteuerung dann als Höhenänderung interpretiert. Dementsprechend versucht sie dann, dieser Änderung entgegenzuwirken. Das kann im Extremfall mehrere Meter plötzlichen Höhenverlustes inklusive Bodenkontakt bedeuten.
Der Bodeneffekt zählt auch zu den Strömungsphänomenen, die für starke Messfehler sorgen. Deswegen ist Starten und Landen eine schlechte Idee, wenn die Höhe nur per Luftdruck bestimmt wird. Es ist nicht sehr erfreulich zu beobachten, wie der Kopter gerade den ersten halben Meter gestiegen ist, wenn die Flugsteuerung dann denkt „Oh, ich muss sofort drei Meter sinken!”.
Zum anderen sind Barometer an sich empfindlich. Deswegen müssen entsprechend ausgestatte Flugsteuerungen unter anderem lichtdicht sein, da ansonsten die Messung stark verfälscht wird. Eine verrutschte Abdeckung kann also verhängnisvoll werden.
Besser ausgestatte Kopter (bei Walkera leider noch nicht im Programm) haben aus diesen Gründen zusätzlich zum Barometer ein Sonar an Bord, welches in Bodennähe wesentlich präziser und zuverlässiger arbeitet. Auch Starten und Landen ist damit möglich, da Ultraschall nicht nennenswert von den Luftströmungen beeinflusst wird.
Anforderungen an den Piloten
Altitude Hold fliegt sich etwas einfacher als Stabilize. Um auf gleicher Höhe zu fliegen, muss der Pilot sich nur noch um drei Steuerachsen kümmern.
Allerdings muss der Pilot im Gegenzug sich etwas mehr den Flugbedingungen bewusst sein. Bei starker Mittagssonne am Hang fliegen kann zum Beispiel damit enden, dass der Kopter sinkt obwohl der Pilot steigen will, weil hier Druckschwankungen herrschen und das Barometer sich vermisst. Auf die Art bin ich beim Testfliegen auch schon gecrasht. Der Höhenverlust kam erstaunlich abrupt und ich habe in diesem Moment überhaupt nicht damit gerechnet.
Indoor zu fliegen ist ebenfalls tückisch. Durch das Öffnen einer Tür oder eines Fenster kann kurzfristig eine erhebliche Druckveränderung von der Flugsteuerung erkannt und entsprechend heftig korrigiert werden. Je nach Raum kommt der Kopter dann sehr schnell mit Decke oder Boden in Kontakt.
Bei ungünstigen Bedingungen (ohne besondere Ausstattung des Kopters) kann der Altitude Hold Modus dementsprechend sogar schwieriger als Stabilize werden.
Einstellungsmöglichkeiten
Altitude Hold verfügt zusätzlich zu den Einstellungsmöglichkeiten des Stabilize über weitere Parameter, die die Regelung der Höhenkorrektur und die maximale Steig- und Sinkrate beeinflussen. Bei APM:Copter wirken sich die Parameter des Stabilize auch auf Altitude Hold aus. Das heißt, wenn die Einstellungen im Stabilize gut zum Kopter passen, sollte dieser auch im Altitude Hold gutes Flugverhalten haben.
Die Charakteristik der Höhenkorrektur lässt sich vor allem über Altitude Hold P regeln. Dieser Wert legt fest, wie aggressiv die Flugsteuerung die Höhe korrigieren soll. Höhere Werte lassen den Kopter schneller korrigieren, machen ihn aber auch gleichzeitig nervöser, wodurch gleichmäßige Flüge schwieriger werden.
Feintuning ist mit Throttle Accel PID möglich, wobei das vermutlich nur bei exotisch konstruirten Fluggeräten nötig sein sollte (z.B. bei extrem überdimensioniertem Antrieb).
Des weiteren lässt sich das Dead Band festlegen, in welchem der Throttle-Wert als „Höhe halten!” interpretiert wird. Standardwert bei APM:Copter und Walkera ist 40%…60%. Für mein Empfinden ist das ein übertrieben großer Bereich. 45%…55% langt auch und lässt mehr Regelweg zum präzisen Steuern übrig.
Vorsicht mit Expo im Sender! Bei positivem Expo vergrößert sich das Dead Band! Ich empfehle, kein Expo auf Gas zu setzen bei Altitude Hold.
Only ATTI im engem Raum liebe ich!
Ich frage mich: wie bekommt es die FC hin Kopterabwind
nicht mit Windschatten zu verwechseln.
ATTI entspricht aber Stabilize
http://walkera-fans.de/uebersicht-ueber-die-flugmodi/
Der Abwind ist sehr wohl ein Problem. Deswegen sollte die Flugsteuerung nicht im Luftstrom sitzen.
Indoor ist ein gutes Stichwort. Da werde ich gleich noch einen Absatz zu hinzufügen.
Bin gespannt.
Schon fertig. War nur die kleine Bemerkung dazu, dass indoor der Druck überraschend schwanken kann. Dürfte die wenigsten betreffen, aber der Vollständigkeit halber… 😉
NAZA macht ihre Sache mit dem Halten der Höhe echt gut. Ich vermute, dass komplexe Berechnungen unter Einbeziehung der Werte des Accelerometers im Spiel sind. Anders kann ich mir die extrem präzise Höhenstabilisierung nicht erklären. Und das konnte NAZA schon vor drei Jahren.