Odometría
La odometría es el uso de sensores de movimiento para determinar el cambio de posición del robot en relación con alguna posición conocida. La idea detrás de eso es el cambio incremental en la posición a lo largo del tiempo.
El cambio de posición que llamamos desplazamiento lineal con respecto al piso, se puede medir en base a las revoluciones de la rueda. Este método proporciona una buena precisión para la medición a corto plazo, pero conduce a muchos errores cuando se realiza en un desplazamiento significativo.
Usos de la odometría
- Se puede utilizar con un estimador de posición para proporcionar mejores estimaciones.
- En algunos casos en los que no se dispone de otras referencias, la odometría es la única información de navegación disponible.
- Los robots pueden tener suficiente estabilidad para que puedan detectar los puntos de referencia y se utilicen para mapear en la región limitada.
Errores en Odometría:
Hay dos tipos de errores en la odometría:
- Error sistematico
- Error no sistemático
Error sistematico
El error sistemático es causado por deficiencias inherentes o inexactitudes en el sistema. Aquí, nuestro sistema es un robot en el que realizamos la odometría. Esto incluye:
- Imprecisiones en el diámetro de la rueda.
- Imprecisiones en la distancia entre ejes.
- Desalineación de ruedas.
- Resolución finita del codificador.
- Frecuencia de muestreo del codificador finito.
Medida del error sistemático:
Bornstein y Forg propusieron un modelo simple para medir el error sistemático. Consideran las dos causas dominantes del error sistemático y proponen el siguiente método:
- Diámetros de rueda desiguales:
- Incertidumbre sobre la distancia entre ejes:
Error no sistemático
Los errores no sistemáticos son errores causados principalmente por el entorno o el cálculo/estimación. Las siguientes son algunas causas de error no sistemático:
- piso irregular
- Presencia de objetos inesperados en el suelo
- Deslizamiento de ruedas, sobreaceleración, giros rápidos, etc.
Medición y reducción de errores no sistemáticos
Parte de la información se puede derivar de la propagación del error positivo de retorno. Esto se puede pensar en la desviación estándar estimada. Sin embargo, también depende del entorno de la superficie y del robot. Por lo tanto, es imposible diseñar un procedimiento de prueba para el error no sistemático.
Si los baches se concentran al comienzo del primer tramo, el error en la posición de retorno será pequeño. Por el contrario, será más grande para el final. Por lo tanto, el error de posición de retorno no será una buena medida, sino que el error de orientación de retorno será una mejor opción.
Reducción del error no sistemático
- Los robots con distancias entre ejes pequeñas son más propensos a errores de orientación.
- Las ruedas utilizadas para la odometría deben ser delgadas como filos de cuchillas e incompresibles.
Ruedas auxiliares y colas de codificador básico
Rastros de codificador básicos que demuestran la transmisión diferencial
- Ruedas auxiliares: Las ruedas auxiliares se utilizan con las ruedas de carga que están hechas de acero especial para codificar, lo que las hace factibles para una transmisión diferencial, vehículos Ackerman, etc.
- Senderos de codificador básicos: se usa un remolque separado principalmente con vehículos de orugas debido a la gran cantidad de deslizamiento durante los giros. Se puede utilizar cuando el suelo tiene ciertas características. Al atravesar obstáculos o girar, el remolque se elevará.