Vir die meeste beginner- en intermediêre FIRST Tech Challenge (FTC)-spanne is die kort antwoord nee: jy het nie streng gesproke dooiewiel-odometrie-eenhede (dead-wheel odometry pods) nodig om outonome punte aan te teken nie. Ingeboude motorenkodeerders gekombineer met die interne traagheidsmeeteenheid (Inertial Measurement Unit of IMU) op jou REV Control Hub kan betroubaar 'n twee-aksie outonome roetine lewer—soos om te parkeer en 'n voorafgelaaide spelelement aan te teken. As jou span egter van plan is om hoëspoed-multimonstersiklusse uit te voer, deurlopende latlyne (spline paths) te volg, of betroubaar van botsings op die speelveld te herstel, sal ingeboude enkodeerders jou in die steek laat. Die rede hiervoor is nie sagtewaregehalte nie; dit is die fundamentele fisika van dryfwiele onder las.

Die fisika: Waarom motorenkodeerders lieg

Ingeboude enkodeerders (soos die Hall-effek-enkodeerders wat in goBILDA YellowJacket- of REV HD Hex-motors geïntegreer is) meet die rotasie van die motor se interne anker voor of na die ratkas. Hulle beantwoord een vraag akkuraat: hoeveel keer het hierdie motoruitsetas gedraai?

Hulle kan jou egter nie vertel waar jou robot op die skuimteëlveld is nie. Die omrekening van asrotasie na veldposisie misluk weens drie duidelike fisiese verskynsels:

• Wielgly: Telkens wanneer jou robot vinnig versnel, rem of van rigting verander, gly die wiele teen die sagte skuimteëls. Wanneer 'n wiel tydens 'n wegtrek vir selfs net 50 millisekondes in plek tol, teken die motorenkodeerder vorentoe-verplasing aan wat nooit plaasgevind het nie.
• Mecanum-vektorverlies: Mecanum-dryfstelsels beweeg alomrigtinggewend deur diagonale kragte via passiewe rollers te vektoriseer. Onder sywaartse skuifbelastings (strafing) skuur en gly daardie rollers aansienlik meer as standaard-traksiewiele. Standaard-enkodeerderberekeninge kan nie konsekwent die werklike laterale verplasing voorspel wanneer rollerwrywing oor verslete teëls wissel nie.
• Ratkas- en dryfstelsel-speling: Planetêre ratkaste, slap kettings en bandrek veroorsaak meganiese speling tussen die enkodeerdertik en die band se kontakarea. Oor 'n outonome roetine van 30 sekondes met tien rigtingveranderings bou hierdie meganiese histerese op tot foute van 10 tot 20 sentimeter.

Wanneer ingeboude enkodeerders en IMU werklik voldoende is

Voordat jy begroting en onderstelruimte aan dooiewiele bestee, oorweeg of jou outonome strategie dit werklik vereis. Jy het nie dooiewiele nodig as jou outonome roetine aan hierdie kriteria voldoen nie:

• Laespoed-, reguitlynbewegings: Om teen 40%-krag vorentoe te ry, genereer weglaatbare wielgly.
• Koerskorreksie via IMU: Die gebruik van die Control Hub se ingeboude giroskoop om alle draaie en koersbehoud te beheer, skakel die rotasiedrywing van die dryfstelsel uit.
• Sensorherstellings: As jou robot ry totdat 'n afstandsensor die omtrekwand opspoor, of homself teen die veldomtrek belyn deur fisiese gelykrigting (bumping), word opgehoopte enkodeerderdrywing na nul teruggestel.
• Enkeltaak-outonoom: Om 'n voorafgelaaide element af te lewer, oor 'n lyn te ry en te parkeer, vereis nie trajeknaspeuring op millimeter-vlak nie.

Vir spanne in hul eerste twee seisoene is die besteding van drie weke aan die ontfouting van Road Runner PID-instelling op ongeveerde pasgemaakte odometrie-eenhede dikwels 'n netto verlies aan kompetisiepunte vergeleke met die bou van 'n betroubare innamemeganisme.

Die breekpunt: Wanneer dooiewiele noodsaaklik word

Dooiewiel-odometrie-eenhede (ook bekend as ongekragte naspeurwiele) bestaan uit klein, vrydraaiende omni-wiele wat met veerspanning teen die veldteëls gedruk word, elkeen verbind met 'n onafhanklike draai-enkodeerder. Omdat hierdie wiele geen motordrywringkrag en geen robotgewig dra nie, rol hulle vrylik sonder om te skuur of uit te tol.

Jy het die limiet van ingeboude enkodeerders bereik en benodig dooiewiele wanneer jy die volgende waarneem:

• Jy gebruik latlynpaaie: Trajektorie-biblioteke soos Road Runner of Pedro Pathing vereis deurlopende, mikrosekondes-akkurate opdaterings van beide (x, y)-koördinate en koers (θ) terwyl die robot teen maksimum motorkrag versnel.
• Jy skuif sywaarts teen hoë spoed: As jou outonome fase staatmaak op diagonale of sywaartse beweging oor die middelveld, sal dryfenkodeerder-skattings in 'n enkele lopie met 15 sentimeter of meer van die teiken af dryf.
• Siklusgebaseerde outonome roetines: As jy probeer om drie of vier spelelemente van die grond af op te tel gedurende die 30-sekonde outonome venster, beteken 'n fout van 2 sentimeter dat jy die innamebelyning heeltemal mis.
• Verdedigende stampwerk of robotkontak: As 'n ander robot tydens die outonome fase met jou onderstel bots, sal die dryfwiele teen die vloer gly. Motorenkodeerders sal aanneem dat die robot vorentoe beweeg het, terwyl dooiewiele die werklike verplasing as gevolg van die stamp sal meet.

Vergelyking van lokaliseringbenaderings

Implementeringsrealiteite

As jou span besluit om die skuif na dooiewiel-naspeuring te maak, hou twee meganiese reëls in gedagte. Eerstens moet eenhede met konstante krag afwaarts geveer wees; as 'n dooiewiel oor 'n naat in die skuimteëls wip, verloor dit onmiddellik naspeuring. Tweedens, maak seker dat jy genoeg enkodeerderpoorte op jou REV Control Hub of Expansion Hub beskikbaar het, aangesien elke dooiewiel een enkodeerderinvoer beset wat tipies vir 'n motor gereserveer word.

Vir Suid-Afrikaanse spanne wat hardeware plaaslik aankoop, kan jy robotika-komponente en elektronika van kompetisiegehalte deur die Sheen Robotics-winkel vind, of verken ons kompetisie-afrigtingsmodules by Sheen Robotics FTC-ondersteuning om jou programmeerders te help om bewegingsprofileringsbiblioteke doeltreffend op te stel.

Die uitspraak

Moenie dooiewiel-odometrie installeer net omdat jy gesien het hoe topvlakspanne dit op YouTube doen nie. Installeer dit wanneer jou outonome tellingplafon werklik deur meganiese wielgly beperk word. As jou robot tans sukkel om 'n enkele voorafgelaaide element betroubaar aan te teken, verfyn eers jou meganismes en gebruik jou ingeboude enkodeerders met IMU-koersbeheer. Wanneer jy gereed is om sekondes van jou sikluspaaie af te skaaf en multielement- outonome roetines teen volstoom uit te voer, is dooiewiele die enkele doeltreffendste opgradering wat jy kan maak.