Edgar OSTROWSKI, Jan KĘDZIERSKI HYBRYDOWY UKŁAD POZYCJONOWANIA ROBOTÓW MOBILNYCH Z POMIAREM PRZYSPIESZENIA Edgar OSTROWSKI, Jan KĘDZIERSKI Koło Naukowe Robotyków "KoNaR" V Konferencja Naukowa Studentów, Wrocław 2007

Robot mobilny "Blue Screen" Sensory robota Plan prezentacji Wstęp Robot mobilny "Blue Screen" Sensory robota enkodery optyczny czujnik przemieszczenia akcelerometr Własności platformy Podsumowanie

Wstęp Roboty mobilne – problem lokalizacji. 2. Zastosowanie metod odometrii – założenie o braku poślizgów. 3. Próba rozwiązania problemu poprzez zainstalowanie dodatkowych czujników. 4. Wykonanie platformy badawczej. 5. Przeprowadzenie eksperymentów.

Robot mobilny "blue screen"

ROBOT MOBILNY "BLUE SCREEN" Budowa robota ROBOT MOBILNY "BLUE SCREEN" Platforma mobilna klasy (2,0) – unicycle.

ROBOT MOBILNY "BLUE SCREEN" Budowa robota ROBOT MOBILNY "BLUE SCREEN" Schemat blokowy: PID V_lin V_kąt V_L V_P µP M RS232 LCD 240x128 enkoder akcelerometr klawiatura (6 klawiszy) optyczny czujnik przemieszczenia PC

ROBOT MOBILNY "BLUE SCREEN" Budowa robota ROBOT MOBILNY "BLUE SCREEN" - wyświetlacz o przekątnej 13cm (240x128) - klawiatura podświetlana (6 klawiszy) - interfejs do komunikacji z komputerem PC (RS-232) - oprogramowanie do sterowania robotem i wizualizacji pomiarów

ROBOT MOBILNY "BLUE SCREEN" Budowa robota ROBOT MOBILNY "BLUE SCREEN"

Sensory robota

- pomiar bezkontaktowy Enkodery SENSORY ROBOTA Własności: - pomiar bezkontaktowy - rozdzielczość: 10 bitów - praca w trybie wyjść kwadraturowych - synchroniczny szeregowy interfejs komunikacyjny - niewielki rozmiar - max obroty 10tyś rpm

Enkodery SENSORY ROBOTA

Enkodery SENSORY ROBOTA

Optyczny czujnik przemieszczenia SENSORY ROBOTA Własności: - gotowe rozwiązanie - dopracowana metoda pomiarowa - konieczny kontakt sensora z podłożem - wysoka dokładność pomiaru - praca w trybie wyjść kwadraturowych

Optyczny czujnik przemieszczenia SENSORY ROBOTA

Optyczny czujnik przemieszczenia SENSORY ROBOTA

- pomiar przyspieszenia w dwóch osiach X i Y Akcelerometr SENSORY ROBOTA Własności: - wyjścia typu PWM - niewielki rozmiar - pomiar przyspieszenia w dwóch osiach X i Y - wpływ siły grawitacji na pomiary

Akcelerometr SENSORY ROBOTA

Własności Platformy

Redundantny system pomiarów WŁASNOŚCI PLATFORMY Trzy różne metody pomiarowe - eliminacja wad poszczególnych czujników. Przyjęto założenie, że enkodery dostarczają dokładną informację o przyrostach obrotów kół. Wprowadzają błędy w momencie pojawiania się poślizgów. Czujnik optyczny dostarcza informacje o prędkości liniowej i kątowej platformy, a także o poprawności działania. Ograniczone warunki poprawnego działania (równa matowa powierzchnia).

Redyndantny system pomiarów WŁASNOŚCI PLATFORMY Akcelerometr mierzy przyspieszenia w lokalnym układzie odniesienia wzdłuż osi X i Y. Uzyskanie prędkości wymaga całkowania numerycznego. Dostępne na rynku akcelerometry charakteryzują się słabymi parametrami. Przebadano dwa typy (ADXL202 oraz MMA7260) Konieczne jest: stosowanie filtrów eliminacja sił grawitacji kompensacja wpływu temperatury eliminacja sił odśrodkowych podczas ruchu po łuku

Redyndantny system pomiarów WŁASNOŚCI PLATFORMY Zrealizowano: Sprzętowy filtr dolno przepustowy RC Programowy filtr dolno przepustowy (uśrednianie próbek) Programowa i sprzętowa eliminacja drgań mechanicznych Przyjęto, że robot porusza się prostopadle do kierunku działania siły grawitacji oraz przy niewielkich siłach odśrodkowych przy spełnieniu powyższych warunków system działa poprawnie.

Podsumowanie

Podsumowanie Zrealizowana konstrukcja: Stanowi gotowe stanowisko do nauki sterowania robotem mobilnym typu unicycle. Pomaga zrozumieć pewne zjawiska zachodzące przy poruszaniu się robotów kołowych. Przybliża problem poślizgów kół. Pozwala poznać różne rodzaje czujników oraz algorytmów stosowanych w robotyce.

Dziękuje Strona projektu: http://www.konar.pwr.wroc.pl/infopage.php?id=13 http://www.konar.pwr.wroc.pl