Porque é que o autónomo da sua equipa FTC falha no campo do torneio (e como resolver)
A sua rotina autónoma falha em competição porque a navegação estimada assenta em constantes físicas que não existem: o atrito do tapete, a densidade dos ladrilhos e a tensão da bateria variam muito entre a oficina e a arena.
Quando uma rotina autónoma executa dez corridas impecáveis seguidas na sala de aula e depois embate na parede do perímetro logo no primeiro encontro, a culpa raramente é do código. O que mudou foi a física. A navegação estimada pura—seja por tempos, seja pelas contagens habituais dos encoders das rodas—parte do princípio de que o ambiente físico é imutável. Na realidade, os campos de competição introduzem três variáveis silenciosas que destroem a navegação em malha aberta: a compressão dos ladrilhos de espuma, as diferenças de atrito da superfície e as curvas de descarga da bateria.
1. O problema do tapete: densidade, idade e compressão
Os ladrilhos encaixáveis de espuma EVA de 5/8 pol. usados nos campos oficiais da FTC não são uniformes de recinto para recinto. Um ladrilho de campo de treino num laboratório de robótica escolar, que aguentou duas épocas de passagem constante e o sol do meio-dia pela janela da sala, ficou comprimido, endureceu e perdeu textura à superfície. Já o campo do torneio pode ter ladrilhos acabados de tirar da caixa, ou ladrilhos guardados bem enrolados na arrecadação húmida de um pavilhão provincial.
Esta variação afeta o robô de duas formas distintas:
- Raio efetivo da roda: um robô mais pesado afunda mais na espuma mais macia. À medida que a espuma se comprime em torno do piso da roda, o raio de rolamento efetivo diminui. Um encoder que conta 1000 impulsos espera que o robô tenha percorrido uma distância linear específica com base no diâmetro nominal da roda; em ladrilhos mais macios, a distância linear real por rotação é menor.
- Resistência ao arrasto nas curvas: as transmissões mecanum e as de derrapagem convencionais sofrem resistências laterais muito diferentes consoante a espuma ceda ou resista ao arrasto lateral. Em espuma mais aderente ou mais macia, as curvas ficam curtas; em espuma gasta e poeirenta, passam do ponto.
2. Queda de tensão e perfis de aceleração
Uma bateria REV Robotics 12V Slim acabada de sair de um carregador inteligente indica cerca de 13,8V a 14,2V em circuito aberto. Depois de quinze minutos na fila de espera, ou depois de uma sequência autónoma pesada em que quatro motores de tração e um sistema de recolha puxam correntes de pico de bloqueio, essa tensão interna cai.
Se o seu código autónomo depende de fazer correr os motores a níveis de potência fixos durante durações definidas, a distância percorrida é função direta da curva de tensão ao longo do tempo. Mesmo com controlo PID de velocidade nos motores de tração, valores de referência de aceleração elevada com a bateria ligeiramente descarregada provocam patinagem das rodas no início do perfil de movimento. O encoder regista a roda a girar, mas o robô não percorreu a distância correspondente sobre os ladrilhos.
3. Rotinas de calibração nas boxes de manhã
As melhores equipas não partem do princípio de que o campo é igual à oficina. Incluem uma rotina rigorosa de calibração de trinta minutos no horário da manhã, entre a inscrição e a reunião de equipa.
| Tarefa de verificação | Parâmetro visado | Método de ajuste no campo |
|---|---|---|
| Teste de arrasto nos ladrilhos | Atrito nas curvas & afundamento | Percorrer 1000 mm em linha reta no campo de treino; medir o deslocamento linear real com fita métrica. |
| Verificação da deriva da IMU | Estabilidade da guinada | Amostrar o REV Control Hub ou uma IMU externa durante 60 segundos em repouso para verificar o desvio de base do giroscópio. |
| Critério de bateria para o autónomo | Perfil de tensão consistente | Estabelecer uma regra rígida: as baterias do autónomo em competição têm de medir entre 13,4V e 13,8V em carga de repouso. |
| Bloqueio da exposição da webcam | Fiabilidade do AprilTag / da visão | Bloquear manualmente a exposição e o ganho sob a iluminação de halogéneo/LED da arena, em vez de confiar na exposição automática. |
Para eliminar de vez os erros de navegação estimada, abandone os encoders de roda puros a favor de três módulos de odometria de roda livre combinados com uma IMU (unidade de medição inercial) a bordo, ou fixe as posições críticas de pontuação a referências do campo com AprilTags ou sensores de distância. Se está a reequipar a transmissão para o circuito regional de torneios, a nossa oferta de material na Sheen Store inclui componentes de odometria com stock local, sensores de seguimento e cabos compatíveis com REV para evitar quebras de sinal.
4. A salvaguarda no software: tolerância e reposições
Por fim, examine a máquina de estados do seu autónomo. Um código concebido sem tempos-limite nem passos de realinhamento é frágil por definição. Se o seu mecanismo de recolha exige estar a menos de 5 mm de uma posição de pontuação, construa um movimento físico de esquadria contra o perímetro do campo ou use sensores de cor e de distância para repor dinamicamente o referencial de coordenadas do robô antes de tentar um ciclo de pontuação crítico.
Para as equipas que querem aperfeiçoar as suas arquiteturas de programação, os algoritmos de perfil de movimento e as técnicas de fusão de sensores antes dos apuramentos provinciais, consulte os nossos módulos dedicados de treino para competição em Sheen FTC Support.
