나는 전에 가속도계를 사용해 본 적이 없지만 I2C, SPI 및 아날로그 출력이 제공된다는 것을 알고 있습니다. I2c 또는 SPI, 장치를 사용하기로 선택한 경우 통신 시간으로 인해 오류가 누적됩니까?
아날로그 신호를 빠르게 샘플링하면 I2C를 사용하는 것보다 정확한 위치를 파악할 수 있습니까?
이것이 사실입니까?
또한 나는 Gs에 대한 감각이 없습니다. 나는 주먹으로 안드로 센서를 작동시키면서 내 손을 빠르게 움직이려고 시도했고 판독 값이 20m / s 2로 포화되는 것을 보았다 . 로봇이 다른 뚱뚱한 이동 로봇에 부딪 히거나 빠르게 걷는 사람에게 부딪 칠 경우 어떤 G를 경험할 수 있습니까?
답변:
센서의 샘플링 주파수를 늘려도 정확도 나 정밀도는 향상되지 않습니다. 이는 일반적으로 변경할 수없는 센서의 기능입니다. 가속도 만 통합하여 위치를 추정하려고하면 모든 센서에 노이즈가 발생하므로 시간이 지남에 따라 오차 가 누적 됩니다 . 가속도계를 사용하여 위치 또는 속도를 결정하려면 실제 위치 (정확도는 낮음) 또는 속도를 측정하는 다른 센서와 결합해야합니다. 그런 다음 이러한 다양한 센서 신호를 칼만 필터 와 결합하여 현재 위치와 이동 속도를 합리적으로 추정 할 수 있습니다.
G 힘을 고려할 때, 1G는 9.81m / s ^ 2이며, 이는 최소 취미 로봇의 경우 적어도 실내 로봇의 경우에는 많은 것 같습니다. 엔진의 성능에 따라 실외는 다른 이야기가 될 수 있습니다. 20m / s ^ 2의 채도이면 충분합니다.
제어 루프 속도와 관련하여 생각하십시오. 일반적인 빠른 제어 루프 속도는 1kHz입니다. 일부 로봇은 더 빠른 속도를 사용하고 일부는 더 느립니다. 일반적으로 제어 루프 속도는 실제로 필요한 것보다 빠릅니다.
따라서 각 제어 프레임은 1000us 동안 지속됩니다. 이 제어 프레임 내에서 다음을 수행해야합니다.
기간 내에이 모든 작업을 편안하게 수행 할 수 있다면 아무런 문제가 없습니다. 가속도계를 읽는 데 얼마나 걸립니까? 400kbps I2C를 사용하는 3 축 장치 인 경우 데이터를 읽는 데 약 160us가 걸릴 수 있습니다. 그러면 계산을 수행하고 모터를 업데이트 할 수 있습니다. 8 비트 PIC조차도이를 관리 할 수 있습니다.
G 세력에 대하여. 충격 중에는 놀라 울 정도로 높을 수 있습니다. 예를 들어, 하드 드라이브를 손상시키는 데 얼마나 많은 사고가 있다고 생각하십니까? 아마 그렇게 많지 않을 것입니다. 내가 최근에 말한 하드 드라이브는 75G 최대 가속에 적합하다고 말했다. 따라서 두 대의 로봇이 충돌하여 최소한 G를 생성 할 것으로 예상합니다. 로봇의 기계 설계에 크게 의존하기 때문에 정확하게 추정하는 것은 불가능합니다. 스누커 볼과 같이 완전히 단단하다면 매우 높은 가속도를 기대할 수 있습니다. 그들이 그들에게 어떤 종류의 유연한 껍질을 가지고 있다면, 이것은 가속을 크게 줄입니다. 그러나 문제는 실제로 충격 중 가속의 실제 가치를 알아야합니까?
당신의 질문에서 나는 가속도계에서 당신의 위치를 얻으려고 노력하고 있다고 생각합니다. 어떤 종류의 오류를 살펴보십시오당신은 전에 기대하고 있었고, 아마도 재고 할 것입니다. 위치 추정은 주로 방향의 불확실성으로 인해 오류가 매우 큽니다. 선박, 비행기, 로켓 등의 응용 프로그램은 매우 비싼 고정밀 항법 등급 IMU를 사용합니다. 귀하의 질문이 요약되는 대기 시간은 그리 큰 문제가 아닙니다. 다른 센서 (예 : 자이로) 간의 동기화가 더 적합합니다. 가속도계는 일반적으로 위치 추정에 사용되지 않으며 (일부 경우에만 도움이되는 경우가 있지만) 단방향 추정에서 자이로 드리프트를 보상하는 데 사용됩니다. 방향을 추정하기 위해 직접 사용할 수도 있지만 추정값은 동적 가속에 의해 교란됩니다.