Vir die meeste beginner- en middelvlakspanne in FIRST Tech Challenge (FTC) is die kort antwoord nee: jy het nie streng gesproke dooiewiel-odometriepodde nodig om outonome punte aan te teken nie. Ingeboude motorenkodeerders saam met die interne traagheidsmeeteenheid (IMU) op jou REV Control Hub kan betroubaar 'n outonome roetine met twee aksies lewer—soos parkeer en 'n voorafgelaaide spelstuk aanteken. As jou span egter meervoudige monstersiklusse teen hoë spoed wil loop, deurlopende spline-paaie wil uitvoer, of betroubaar van botsings in die middel van die veld wil herstel, sal ingeboude enkodeerders jou in die steek laat. Die rede is nie sagtewaregehalte nie; dit is die grondliggende fisika van aandrywingswiele onder las.

Die fisika: waarom motorenkodeerders lieg

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

Hulle kan jou egter nie vertel waar jou robot op die skuimteëlveld is nie. Die vertaling van asrotasie na veldposisie breek af weens drie afsonderlike fisiese verskynsels:

• Wielglip: Wanneer jou robot vinnig versnel, vertraag of van rigting verander, glip die wiele teen die sagte skuimteëls. Wanneer 'n wiel selfs net 50 millisekondes lank op sy plek draai tydens 'n wegtrek, teken die motorenkodeerder vorentoe-verplasing aan wat nooit gebeur het nie.
• Mecanum-vektorverlies: Mecanum-aandryfstelle beweeg omnidireksioneel deur diagonale kragte deur passiewe rollers te vektoriseer. Onder sywaartse skuifladings skuur en glip daardie rollers aansienlik meer as gewone trekwiele. Standaard enkodeerderwiskunde kan die ware sywaartse verplasing nie konsekwent voorspel wanneer rollerwrywing oor verslete teëls wissel nie.
• Ratkas- en aandryfstelspeling: Planetêre ratkaste, kettingslapte en bandrek bring meganiese speling tussen die enkodeertik en die band se kontakvlak in. Oor 'n outonome roetine van 30 sekondes met tien rigtingveranderings kompounde hierdie meganiese histerese tot foute van 10 tot 20 sentimeter.

Wanneer ingeboude enkodeerders en die IMU werklik genoeg is

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

• Laespoed-, reguitlynbewegings: Om teen 40% krag vorentoe te ry veroorsaak weglaatbare wielglip.
• Rigtingkorreksie via die IMU: Om die Control Hub se ingeboude giroskoop te gebruik om alle draaie en rigtinghandhawing te beheer, skakel rotasiedrywing van die aandryfstel uit.
• Sensorterugstellings: As jou robot ry totdat 'n afstandsensor die omtrekmuur bespeur, of teen die veldomtrek belyn deur fisies vierkantig te stoot (stamp), word opgehoopte enkodeerderdrywing na nul teruggestel.
• Enkeltaak-outonoom: Om 'n voorafgelaaide element af te lewer, oor 'n lyn te ry en te parkeer verg nie trajekvolging op millimetervlak nie.

Vir spanne in hul eerste twee seisoene is drie weke se ontfouting van Road Runner se PID-instelling op onopgehangde pasgemaakte odometriepodde dikwels 'n netto verlies aan kompetisiepunte in vergelyking met die bou van 'n betroubare innamemeganisme.

Die breekpunt: wanneer dooie wiele noodsaaklik word

Dooiewiel-odometriepodde (ook genoem onaangedrewe volgwiele) bestaan uit klein, vrylopende omniwiele wat met veerspanning teen die veldteëls gehou word, elk aan 'n onafhanklike roterende enkodeerder gedraad. Omdat hierdie wiele geen motorwringkrag en geen robotgewig dra nie, rol hulle vry sonder om te skuur of uit te ruk.

Jy het die perk van ingeboude enkodeerders bereik en het dooie wiele nodig wanneer jy die volgende waarneem:

• Jy loop spline-paaie: Trajekbiblioteke soos Road Runner of Pedro Pathing vereis deurlopende, mikrosekonde-akkurate opdaterings van beide $(x, y)$-koördinate en rigting ($ heta$) terwyl die robot teen maksimum motorkrag versnel.
• Jy skuif teen spoed: As jou outonoom op diagonale of sywaartse beweging oor die middelveld staatmaak, sal die aandryfenkodeerders se skattings met 15 sentimeter of meer in 'n enkele lopie van die teiken afdryf.
• Siklus-outonome roetines: As jy binne die outonome venster van 30 sekondes drie of vier spelstukke van die vloer af probeer optel, beteken 'n fout van 2 sentimeter dat jy 'n inname-belyning heeltemal mis.
• Verdedigende stamp of robotkontak: As 'n ander robot tydens outonoom teen jou onderstel bots, sal die aandryfwiele teen die vloer glip. Motorenkodeerders sal aanneem die robot het vorentoe beweeg, terwyl dooie wiele die werklike verplasing wat uit die stoot volg, sal meet.

Vergelyking van lokaliseringsbenaderings

Praktiese werklikhede van implementering

As jou span besluit om die sprong na dooiewielvolging te maak, hou twee meganiese reëls in gedagte. Eerstens moet podde met konstante krag afwaarts geveer word; as 'n dooie wiel oor 'n voeg in die skuimteëls wip, verloor dit onmiddellik volging. Tweedens, maak seker jy het genoeg enkodeerderpoorte beskikbaar op jou REV Control Hub of Expansion Hub, aangesien elke dooie wiel een enkodeerderinset beset wat gewoonlik vir 'n motor gereserveer is.

Vir Suid-Afrikaanse spanne wat hardeware plaaslik aankoop, kan jy kompetisiegraad-robotikakomponente en -elektronika kry deur die sheen robotics-winkel, of ons kompetisie-afrigtingsmodules verken by sheen robotics FTC-ondersteuning om jou programmeerders te help om bewegingsprofileringsbiblioteke doeltreffend op te stel.

Die uitspraak

Moenie dooiewiel-odometrie installeer omdat jy topspanne dit op YouTube sien doen het nie. Installeer dit wanneer jou outonome punteplafon werklik deur meganiese wielglip geblokkeer word. As jou robot tans sukkel om 'n enkele voorafgelaaide element betroubaar aan te teken, stel eers jou meganismes in en gebruik jou ingeboude enkodeerders met IMU-rigtingbeheer. Wanneer jy gereed is om sekondes van jou sikluspaaie af te skeer en outonome roetines met meerdere elemente teen volle krag uit te voer, is dooie wiele die enkele doeltreffendste opgradering wat jy kan maak.