Onderwerp: Sailing Performance Dashboard

Ben benieuwd!

Denk dat ik ook te hoog heb ingezet in mijn project, wat een aantal complexe tabellen oplevert die je in de praktijk niet goed gecalibreerd krijgt.

Ben heel benieuwd hoe de TWD/TWS plot eruit ziet bij testrondjes. Bij mij heeft dat teleurgesteld, mss omdat ik te hoge verwachtingen had. Ik ben dus wel benieuwd wat je gevoelsmatig verwacht en hoe dat ik de praktijk uit gaat vallen.

Nachtvlinder schreef :
Hoe het erin zit nu:
- bij elke binnenkomst van een windrecord en een snelheidsrecord (MWV-R of VWR en RMC of VHW) wordt meteen gerekend.
- alles wordt dan uitgerekend of opgezocht, ook leeway en stroming, targets en performance
- dat is dus grofweg elke seconde op de meeste bootjes.
- en sneller als het sneller binnenkomt.

Dan wordt er, uitsluitend voor de display, instelbaar moving-average gefilterd: performance, windsnelheden, geowind-richting en actuele leeway.
Geen van die gefilterde waarden gaat verder enige berekening in.

En daar zitten dus mogelijkheden. De gefilterde actuele leeway zou een betere TWA en TWS (en dus TWD, Geowind) kunnen opleveren dan de theoretische leeway die nu gebruikt wordt. Een gefilterde stroom (kts en relatieve hoek) idem.

We gaan het zien.
Als er straks meerdere PDLogs zijn van echte testvaarten kunnen we gewoon zomaar zien of de TWD (GEO) verandert bij een tack. Geduld

Nachtvlinder schreef :
Het probleem hierbij is dat beide variabelen de hele tijd wijzigen.
De TWS is nooit elke seconde gelijk (wel in Beaufort maar niet met een resolutie van 0,1 kts).
By definition zit er tijd tussen de meetmomenten (overstag, testrondje) en kan de TWS anders zijn geworden, sterker nog, zál de TWS anders zijn geworden.
Precies hetzelfde voor TWD (geo-wind, over de grond). Wind heeft vaak een oscillatie in richting, zeker ook op flinke afstand van een hogerwal. Oostenwind op mooie dagen gaat elke paar minuten tot wel 10 graden op en neer. Dus het vaststellen dat je instrumenten kloppen omdat de TWD gelijk is na een tack is een illusie.
Het zou namelijk ook kunnen zijn dat je meetfout (tussen beide tacks) precies overeenkomt met de oscillatie van dat moment. Dan denk je de holy grail gevonden te hebben.... maar helaas.
TWD en de snelheid ervan variëren de hele tijd. Niets aan te doen. Mee leren leven en zelfs je voordeel ermee doen! Als SailingPD zegt "Shift, luff!" dan kun je dat maar beter doen

AWA en alle correcties die erop mogelijk zijn is ook zoiets.
Er is leeway, meer of minder, kan wel een factor 5 groter of kleiner worden.
Er is Upwash. Sterk afhankelijk van zeilconfiguratie en vooral van de Cl, de liftcoëfficient van de zeilen. Niet te meten, niet goed in te schatten, hooguit te benaderen.
Er is stroming. Zelfs op het IJsselmeer kan je tegen 0,3 kts stroom aanlopen.
Er zijn diverse soorten windshear. Coriolis is een kleintje; Echte shear kan wel 20 tot 40 graden zijn op zalinghoogte. Elke dag is anders, vooral in voorjaar (koud water warme lucht, dus geen opstijglucht) en najaar (het omgekeerde, en veel menging van luchtlagen door turbulentie).
Dan is er stromend water. Neemt bij heel rustig weer de onderste lucht mee. Shear!
Verandering van luchtdruk van boven naar beneden (inkomend hoog of laag): shear!
Kortom, je kan wel bezig blijven met corrigeren en compenseren.
En het verandert waar je bij staat. Weer even de correctiefactoren bijwerken, stuurman

Een paar dingen zijn wel zeker.
- na een jaar random koersen varen is het gemiddelde: pal Zuid!
- en voor wind geldt hetzelfde, gemiddeld 180, tenzij je een tijdgewogen gemiddelde neemt....

Wat me trouwens tegenvalt van al die compenserende en corrigerende programma's is dat er geen een (voor zover ik weet) compenseert voor luchtdruk en temperatuur.
Ik heb nog ergens een exceletje daarvoor.
- 0 graden en hoge druk (1030) versus 35 graden en lage druk (940). (beide goed mogelijk)

Het verschil: de warme lage druk bevat 19% minder luchtmassa per m3.
Al die ontbrekende deeltjes zorgen voor VEEL minder kracht in je zeil. Het afbuigen van de wind door de "Think One' zeilen gaat 19% makkelijker. Dát zal pas snelheid kosten! Veel minder helling ook! En hogere golven (want minder zware lucht erboven).
Maar niemand die ervoor corrigeert.
Ga ik morgen wel even inbouwen denk ik

LOL geen idee van welke lucht temp en RV je polar uit gaat

Uiteraard meten we in een ruisig en niet stationair systeem. De TWD / TWS test is echter bedoeld om systematische fouten in je apparatuur en correcties te identificeren in dit ruisige en niet stationaire systeem.

Door te filteren en meerdere malen overstag te gaan is de correlatie daarmee wel te zien hoor, bovenop de ruis en “natuurlijke variatie”.

<20 gr afwijking in TWD en <5 kn afwijking in TWS tussen voor en na een serie van 5 overstagjes. Zou je dan tevreden zijn?

Nachtvlinder schreef :
Nee, die polar weet ik ook niet de luchtcondities van.
Water condities wel: boven de 0 graden C.

Water scheelt trouwens ook. In zout drijf je hoger en in warm water lager. Warm en zoet is het ergste! Moeten we compenseren!

20 gr en 5 kts? Veel te grote afwijking.
In een steady wind moet <5 graden en <0,5 kts te halen zijn.
Dat heb ik nu al ongeveer, met Tactictool, zonder enige correctie erin.
En met een fluxgate zonder deviatietabel....

Mooi, de benchmark is er

Nachtvlinder schreef :
Ja. En nu nog even regelen dat de wind niet draait en/of toe- of afneemt.
Wie moeten we daarvoor hebben denk je?
Kunnen de mods dat ook?

Niemand, alleen standaard identificatietechnieken (statistiek dus, redisual analyse in dit geval)

Een model is zuiver wanneer de fout in de voorspelling geen correlatie heeft met de modelinputs. Als dat wel zo is (er wel correlatie is...), dan bestaat er nog een model tussen input en output.

Praktisch: de berekende TWD en TWS horen zich stochastisch te gedragen, en mogen geen correlaties met jouw overstagjes/testrondjes vertonen. Als je 1x overstag gaat en de ware wind is opeens 10 gr gedraaid, dan kan dat (toeval zijn). Gebeurt dat telkens op dat moment, 5x achter elkaar, dan zit er iets fout (=bestaat er een model; een niet of niet volledig meegenomen effect!) tussen je modelinput en fout in de output

Hieronder een voorbeeld, was net aan het opkruizen - echt heel verse data
-Blauw zijn de overstagjes (tussen 45 gr en 135 gr slag, met wat gestuur)
-Oranje is de echte TWD, een licht kwispelende oostelijke wind
-Grijs is de TWD zoals voorspeld door onjuist gecalibreerde software: je ziet een duidelijke correlatie tussen de overstagjes en berekende TWD...

SailingPD is een paar posts terug de uitdaging aangegaan door te stellen dat voor deze (ongewenste) correlatie minder dan 5 gr (TWD) en 0.5 kn (TWS) haalbaar moet zijn. Dat lijkt mij een voldoende uitdaging

Nu wachten tot voltooiing s/w, voltooide logcalibratie etc en de eerste data!

SailingPD schreef :
Mods draaien met alle winden mee..

Net de volgende wijzigingen aangebracht (versie 1.6.0)

- er wordt een kort rijtje bijgehouden van STW en van de current in de bootrichting (die in de SOG zit).
- beide rijtjes zijn nu (als test) 3 waarnemingen lang
- STW en Current in de lengte (cursog geheten in het programma) zijn beide voorzien van wat ruis: de STW komt van een ruizig logje, en de cursog uit een berekening waar HDG, COG, STW en SOG in zijn gegaan.
- enige demping kan dus geen kwaad.

Over de (nu 3) waarnemingen van STW en van cursog wordt dan een moving average uitgerekend; het resultaat is dan zeg maar 2 seconden oud en zal minder ruis vertonen. 2 seconden is weinig want bootsnelheid en stroming zullen niet veel veranderen in 2 seconden.....

Met dat gemiddelde worden dan TWS en TWA uitgerekend.
- op basis van watersnelheid
- of op basis van SOG minus de stroom in de bootrichting (sog - cursog)
Te kiezen (live en in replay, tijdens werkend programma) met een knopje "STW of SOG als SpdSrc"

Het werkt, ik zie bij afspelen van diverse ruwe logs (Gotcha, froufrou, 3Noreen) geen verschillen in TWS en TWA (ja een graadje of een 0,1 ktsje, maar dat is er altijd wel).

Nog even wat testen en dan gaat versie 1.6.0 op de onedrive voor de dappere testers!

Dit was denk ik de laatste flinke ingreep.
Er komen nog PSMDP-records in de output, met performance en waarschuwingen die ook naar NMEA 2000 vertaald worden door een miniplex3 (en als het officieel N2K wordt, ook door andere spullen)
Dat is eenvoudig in te voegen.

En dan verwacht ik nog het VBW-bericht (NMEA183, vertaald uit 1 of meer PGN's).
Daarin zitten 4 snelheden:
- door het water, in de lengte en haaks op de boot (dan heb je leeway door het water)
- over de grond, ook deze twee. (dan heb je leeway over de grond, dus incl stroom)

En ook een mooie meting van de stroming in de lengte, goed voor de TW-berekeningen.

Eerst eens zien hoe dat er in de praktijk uitziet.... en dan geloven

Leuk! Je hebt per ongeluk een soort state estimator gebouwd

Ik doe eigenlijk altijd alles per ongeluk

Thomas: dat VBW bericht, welke transducer levert die, al dan niet vertaald uit N2K?

koko schreef :
dat moet wel een 3-assige versnellingsopnemer zijn a la RM-EV, want zijdelingse snelheid meten zie ik anders niet gebeuren. (ja, op grote schepen met een dwars logje). Maar ik heb nog nooit een VBW gezien, alleen de NMEA183-definitie. We gaan het zien als ze binnenkomen (uit de Miniplex3)

Kleine wijziging:
de Talker-ID is veranderd (vanaf versie 1.6.1) in SP (Sailing Performance).
De uitgezonden NMEA-records beginnen dus met SP ipv met PD.
Dit behalve de speciale gevallen voor NKE (PNKEP) en miniplex (PSMD)

Als je al een lekker gevulde NMEATemplates.txt hebt: even die PD in SP veranderen.

PD was een beetje een risico omdat de P officieel staat voor Proprietary, een eigen bericht van een leveranciers (zoals PNKE en PSMD voor NKE en Shipmodul).
Er is een niet-nul kans dat displays (plotters!) berichten met een P en andere letters dan hun eigen 3 gewoon niet verwerken. Met SP (dat heeft in NMEA geen officiele status, is geen gedefinieerde Talker) is dat risico weg.

Als iemand al filtering in een mux heeft aangebracht op PD: even wijzigen in SP.

FrouFrou is hard aan het testen; foutje uit de verwerking van XDR met Roll gehaald, dank Zeilbroer.
Hij zet SailingPD naast de Open CPN Tactics plugin op het scherm. Dan zie je vrijwel geen verschillen in de waarden, op 2 na:

- SailingPD geeft Leeway (de actuele, niet de Target) weer inclusief het effect van stroom. OCPN doet alleen de gemeten leeway (en niet ook de target, denk ik). Het is een keuze. Ik zie liever de hele leeway met stroom erin. Dan zie je het echte verzet, naar lij en ook naar loef. Als de VBW-records beschikbaar komen kan er nog veel meer met leeway en stroom.

- SailingPD geeft de stroom weer met de graden waarvandaan hij komt (net als de wind). In zeekaarten en in OpenCPN wordt stroming weergegeven met de koers waar die heen gaat. Dat heb ik zelf altijd erg onhandig gevonden. Waar hij vandaan komt (net als de wind) is veel logischer en intuitiever. Kan er natuurlijk zo 180 graden af of bij doen, maar ik vind eigenlijk dit beter.

Thomas, ik zou er voor willen pleiten om stroming aan te geven in de richting waar hij heen gaat, zoals “de afspraak” is voor zeekaarten enz enz. Anders is er een uitzondering op de regel wat voor verwarring kan (zal gaan) zorgen.

Ik moet er ook altijd aan wennen, die stroomrichting, maar ja. De hoge heren hebben ooit anders besloten......

SP is dan een mooie oplossing. Nog altijd een afkorting die de lading dekt

Laat ik het anders zeggen:
Vraag jij ooit "waar gaat de stroom naar toe? "

Ik niet, ik wil altijd weten waar hij vandaan komt

Sorry open doel.
Er zijn schippers die graag met de stroom meevaren. Dus vragen die zich af waar gaat de stroom me brengen ? Er zijn schippers die hardleers zijn en tegen de stroom in willen varen. Die vragen zich af; waar komt de stroom vandaan ? Dan kan ik er fijn tegenin varen.

We doen een echte polderoplossing!

Ooit weleens gekeken naar: "Hoe heurt het eigenlijk?"

holtere schreef :
Ik ben allergisch voor Kelders.

Ik waai met de stromen mee, mag dat ook?

Ik zou er een usertoggle van maken “novice mode”! Leeway dan ook laten aangeven waar vandaan je verleiert

Nachtvlinder schreef :
Voor de novice adviseer ik deze mode, zonder al die enge cijfertjes: