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odometry.png

Mit Hilfe der Odometrie kann die Geschwindigkeit des Roboters und die kurzfristige Position bestimmt werden. Dazu werden die Radumdrehungen von linkem und rechtem Rad gezählt die der Roboter zurückgelegt hat.

ardumower odometry sensor

Beispiele:

Ardumower-Motor
ardumower motor

Verdrahtung des Motor-Encoders:

grün------GND
braun-----VCC
blau------Odometrie1
violett---Odometrie2


Signal des Odometry-Encoders

ardumower odometry encoder



Eigene Encoder (Selbstbau-Encoder)

l50 odometry sensor  mower photo interrupter right

Ambrogio L50 (links): In die Encoderscheibe einer Maus wird eine Scheibe geklebt - die Schraube für das Lager der Radwelle wird losgenommen und die Scheibe mit Mausrad mit am Lager befestigt. In Plexiglas eingelassen werden Fotodiode und Fototransistor einer Gabellichtschranke (z.B. LTH 301).

Tianchen TC-G158 (rechts): Eine Gabellichtschranke (z.B. LTH 301) wird von einem Zahnrad der Motorwelle unterbrochen.

Schaltbild

VCC           pinArduino
+--13 KOhm----+-------Collector  Emitter---GND
+--380 Ohm------------Anode      Kathode---GND


Beispiel-Plot der Odometrie-Sensoren

odometry plot

Mit der Zeit addieren sich die Fehler bei der Odometrie und der Kurs (Grad) und die Position (x/y) werden ungenau - den Kurs kann man über einen Kompaß korrigieren, die Position langfristig über GPS.

Fusion der Sensorwerte:
1. Berechnung der kurzfristigen Position über Odometrie und Kompaß
2. Berechnung der langfristigen Position über GPS

ardumower odometry

Die Fusion aller Sensor-Werte kann z.B. über Kalman-Filter erfolgen.

GPS

ublox neo 6m       GY-NEO6MV2 schematics

Mit Hilfe  eines GPS-Empfängers (z.B. GY-NEO6MV2, ublox 6m) wird die langfristige Position bestimmt. Dazu werden die auf etwa 2m genauen GPS-Positionswerte gemittelt.

Verdrahtung:

GPS TX(3.3V level compatible) -- Arduino RX
GPS RX(3.3V level compatible) -- Arduino TX
GPS VCC -- Arduino VCC 5V
GPS GND -- Arduino GND


Visualisieren der GPS-Daten

Die GPS-Daten (Kurs, Geschwindigkeit, Position) lassen sich via pfodApp anzeigen:

gpsplot    gpsplotting    gpstracking

 

Simulation

Hier findet man eine Simulation der Positionsermittlung über Odometrie-Sensoren...
ardumower sim


Positionsermittlung auf der Schleife mittels Kreuz-Korrelation

ardumower tracking pos sync

1. Lernmodus: Roboter fährt die Schleife einmal komplett entlang und speichert alle 0,5m den aktuellen Kurs in einer Liste (Tracking Map).
2. Positionserkennung: Der Roboter fährt die Schleife an beliebiger Stelle solange entlang bis eine einzige, ausreichend hohe Korrelation mit einem Teilausschnitt der gespeicherten Liste gefunden wurde.

 

Videos

video  Noch kein Video verfügbar ("Odometrie" wird derzeit entwickelt)

 

 

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