Wegmessung (Odometrie): Unterschied zwischen den Versionen

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Mittels Odometrie können sowohl Geschwindigkeit als auch die kurzfristige Position des ArduMower ermittelt werden. Dies basiert auf der Zählung der Umdrehungen des linken und rechten Radantriebsmotors (Motor-Encoder erforderlich zur Nutzung der aktuellen Ardumower-Software).
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Mittels Odometrie können sowohl Geschwindigkeit als auch kurzfristige Position des ArduMower ermittelt werden. Dies basiert auf der Zählung der Umdrehungen des linken und rechten Radantriebsmotors (Motor-Encoder erforderlich zur Nutzung der aktuellen Ardumower-Software).
  
 
Momentan wird die Odometrie folgendermaßen genutzt:
 
Momentan wird die Odometrie folgendermaßen genutzt:

Version vom 15. Juli 2015, 01:07 Uhr

Zusammenfassung

Mittels Odometrie können sowohl Geschwindigkeit als auch kurzfristige Position des ArduMower ermittelt werden. Dies basiert auf der Zählung der Umdrehungen des linken und rechten Radantriebsmotors (Motor-Encoder erforderlich zur Nutzung der aktuellen Ardumower-Software).

Momentan wird die Odometrie folgendermaßen genutzt:

  • Gewährleistung der gleichen Drehzahl bei rechtem und linken Antriebsrad des Ardumower beim Vorwärtsfahren.

Encoder Pinbelegung der Ardumower Motoren aus dem Shop)

The Ardumower has a 2-channel encoder with 5 pulses at one cycle of motor multiplied by gear ratio 1:212, resulting in 1060 encoder ticks per one full tire resolution.

Wiring/pinout of motor encoder connector:

green  ---- GND
brown  ---- VCC
blue   ---- odometry1
purple ---- odometry2


IMPORTANT: PCB v0.5/1.2 are missing pull-ups! You need to add them yourself:

odometry1 --- 4.7k --- 5v
odometry2 --- 4.7k --- 5v

Signal of odometry encoders

Forward: pin1 makes LOW->HIGH transition and pin2 = HIGH
Reverse: pin1 makes LOW->HIGH transition and pin2 = LOW

Do-It-Yourself encoders

Circuit

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

Differential drive

By adding (integrating) Odometry speed, we can calculate distance and heading.


Distance per wheel:

left_cm  = ticksLeft  / odometryTicksPerCm
right_cm = ticksRight / odometryTicksPerCm

Heading:

wheel_theta = (left_cm - right_cm) / odometryWheelBaseCm
odometryTheta += wheel_theta

Overall distance:

avg_cm  = (left_cm + right_cm) / 2.0
odometryX += avg_cm * sin(odometryTheta)
odometryY += avg_cm * cos(odometryTheta)

Ground measurement error

By adding (integrating) Odometry speed, we can calculate distance and heading. However, as we are adding a small error each time (due to not exact physical ground measurement), distance and angle errors are increasing. This can be solved by sensor fusion.

Motor controller (PID)

The speed of the motors is controlled by a software PID controller. You can monitor the quality of the motor speed control via pfodApp (Plot->Motor control):

Video

No video yet (odometry is currently under development)