Zintegrowane Systemy Nawigacyjne
Ćwiczenie laboratoryjne nr 3
Analiza działania systemu nawigacji zliczeniowej
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
1
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest analiza systemu nawigacji zliczeniowej wykorzystującego odometrię różnicową.
W ramach ćwiczenia należy:
• dokonać pomiaru odpowiednich wymiarów geometrycznych robota kołowego,
• zaimplementować równania nawigacyjne w programie wykonywanym w sterowniku robota (wykorzystując język C oraz środowisko RobotC),
• ocenić dokładność wyznaczania położenia i kursu.
3
Platforma pomiarowa
Rys.1. Platforma kołowa wykorzystywana podczas badań
Rys.2. Schemat platformy kołowej oraz układ b-frame
Odometria różnicowa
Zmiana położenia prawego i lewego koła w jednym okresie pomiarowym:
5
Odometria różnicowa
1
D
,
,
−
=
−m n
dR nR k R k , , 1
D
−
=
−m n dL nL k L k
Zmiana położenie początku układu b-frame:
2
R
L d
d
=
d+
Zmiana kursu na podstawie odometrii różnicowej:b
R
L d
d
−
=
Położenie i kurs na podstawie odometrii różnicowej:
( + )
+
=
k−1cos
k−1k
x d
x
( + )
+
=
k−1sin
k−1k
y d
y
+
=
k k−1Odometria różnicowa
Ćwiczenie laboratoryjne składa się z dwóch części: programistycznej i doświadczalnej.
W części pierwszej należy zaimplementować równania nawigacyjne w oprogramowaniu robota (w programie szukaj frazy „UZUPEŁNIJ”).
W części drugiej należy sprawdzić dokładność wyznaczania położenia i kursu obliczanych w ramach odometrii różnicowej:
• wykonaj przejazd po linii prostej, na jak najdłuższym odcinku, porównaj wynik odometrii z wartością określoną za pomocą taśmy mierniczej; wnioski,
• w miarę możliwości wykonaj obrót o 90º, 180º, 270º oraz 360º wokół osi OZb, po każdym obrocie zapisz wynik odometrii i wyznaczony za pomocą giroskopu oraz zmierz rzeczywisty kąt obrotu; wnioski,
• w miarę możliwości wykonaj obrót o -90º, -180º, -270º oraz -360º wokół osi OZb, po każdym obrocie zapisz wynik odometrii i wyznaczony za pomocą giroskopu oraz zmierz rzeczywisty kąt obrotu; wnioski,
• wykonaj 10 pełnych obrotów wokół osi OZb starając zatrzymać się w pozycji zbliżonej do początkowej, zapisz wynik odometrii i wartość kursu wyznaczoną za pomocą giroskopu; wnioski,
• wykonaj przejazd po trasie z rys. 4, w każdym z narożników zapisz wyniki odometrii i wyznaczone za pomocą giroskopu oraz porównaj je z wartościami zmierzonymi linijką i kątomierzem; wnioski.
7
Odometria różnicowa
Rys.4. Trasa robota podczas badania
