Positiebepaling
Robots
AlgemeenChassisDaghandelGedachtenspeeltjesMiningMuzikantenPCBSchildjesSensorenTalenVerplaatst ActuatorenVerplaatst Fleurigs roboticaVerplaatst InterfacingVoedingenµControllers
Flora Control
Voor alle robots die iets zinnig willen doen is een nauwkeurige positiebepaling noodzakelijk. Bovendien moet de gebruikte techniek goedkoop en universeel zijn. Helaas is dit anno 2015 nog steeds niet eenvoudig. Er bestaan diverse technieken die als slimme combinatie tezamen een benadering kunnen geven van de absolute positie. Deze studies van de Spawar en de universiteit van Michigan geven een overzicht van mogelijke technieken en hun gebruik.

 

Positie bepalings technieken Maximale nauwkeurigheid
Relatief Odometrie Meet het aantal wielrotaties Beperkt
Inerte metingen Versnellings- en rotatie meters zoals bijv. gyroscoop %
Infrarood Korte afstandsbepaling met behulp van licht %
Ultrasoon Korte afstandsbepaling met behulp van geluid Max 1 mtr, 95%
Absoluut GPS Bepaling met behulp van satellieten 6 meter buiten, binnen onbruikbaar
Kompas Aan de hand van het aard magnetisch veld 96%
Inclinometer Met behulp van de zwaartekracht %
Camera Met camera bekende landmarks herkennen 100%, zeer langzaam
Bakens Extra zenders met bekende positie %

Voor mijn robots wordt er gekozen voor een systeem met als basis "model matching". De robot bouwt in een dergelijk systeem door middel van zijn sensoren zelf een kaart op van zijn omgeving. Alle gebruikte technieken zijn er op gericht om enerzijds de kaart op te bouwen en anderzijds zich zelf binnen de kaart te kunnen orienteren. Om ergens te kunnen beginnen is er een zogenaamd "dockingstation" nodig. Dit basistation heeft een bekende positie en fungeert daarom als startpositie.

Er bestaat een spanningsveld tussen de nauwkeurigheid (resolutie) van de positiebepaling en de te gebruiken computertechniek. Des te hoger de resolutie, des te groter de benodigde opslagcapaciteit, zeker op het moment dat ook historische waarnemingen moeten worden bijgehouden. Gelukkig wordt data opslagtechniek nog steeds goedkoper door bijvoorbeeld SD-kaarten en daarom wordt er gestreefd naar een zo hoog mogelijke resolutie. Feitelijk wordt er gewerkt met diverse resoluties omdat iedere sensor zijn eigen resolutie heeft. De grofste resolutie bestaat uit de coordinaten zoals die door een standaard handheld GPS worden aangeleverd. Dit resulteert in blokken van 600 cm. Daarbinnen moeten andere technieken worden gebruikt om een hogere resolutie te gebruiken.

Het grootste probleem van een relatieve positiebepaling is vooralsnog het beperkte oppervlak waarbij de behaalde nauwkeurigheid voldoende is om werkzaam te kunnen zijn. Er moet binnen de marges van de absolute waarneming een veel nauwkeuriger garantie worden afgegeven aan de output voor meetgegevens. Indien er met behulp van absolute en relatieve positiebepaling inputtechnieken een output gegarandeerde absolute nauwkeurigheid kan worden bereikt, mag het positionerings systeem als functioneel worden beschouwd.

Een proefschrift over landmarkherkenning dmv zwart-wit video heeft waarschijnlijk ook potentie voor robots.