algorithm - ¿Cómo trazar el contorno de una habitación de los sensores del telémetro en un auto de juguete?

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Question

Tengo un coche de juguete que tiene un arduino y 4 sensores del Buscador de rango ultrasónico en la parte delantera, trasera y en ambos lados, me dan la distancia a una pared si existe alguna dentro del rango que cubre el sensor, los sensores me dan esta información en pocas palabras intervalos, el automóvil tiene que moverse por una habitación y trazar el contorno, las habitaciones pueden tener columnas y ser algo irregulares, no conozco los algoritmos involucrados en este trazado, cualquier idea sería apreciada.

Answer 1

heh una vez hizo un robot que era casi el mismo :)
yema podría dar la vuelta en un lugar (sin radio de giro)
por lo que fue fácil conducir y mapear el entorno
en su caso difícil de decir porque no vemos la cinemática del automóvil

de todos modos algunas pistas:

1.mientras haces la escucha ultrasónica debes tener tus motores silenciosos

• Usé motores paso a paso para que sus pulsos se pudieran escuchar en el receptor
• si usa un motor de corriente continua, esto podría ser muy complicado (puede ser que tenga que hacer un alto completo)
• o determinar qué eco es eco y qué ruido de conmutador
• con la conducción sin escobillas (BLDC) y sinusoidal está bien
• pero PWM o cualquier otro impulso impulsor creará los mismos problemas
• por lo que necesita sincronizar los tiempos de escucha y los tiempos de pulso noisse
• sin el equipo adecuado, será extremadamente difícil (el osciloscopio es ideal para esto)

2. emisores de ultrasonidos

• para evitar muchas confusiones
• usar solo uno a la vez
  • esto es fácil pero lento
• o todo a la vez y espere a que primero reciba solo
  • de esta manera no obtienes los datos de ecos lejanos
• es posible recibir desde todos los lados, pero necesita un filtrado bastante complejo
• intenta optimizar el bucle de recepción tanto como puedas
• Lo hice en algunas T de la MCU que me dan una resolución de aproximadamente 4 mm
• pero fue hace mucho tiempo y el ATMEL usado fue clon antiguo de 51 funcionando solo a 20 MHz
• no se sabe sobre arduino (prefiera UC3) pero los MCU de hoy son más de 10 veces más rápidos con tiempos mucho mejores.

3. movimiento

• deberás codificar las maniobras de movimiento
• forwad / backward por paso constante
• gire a la izquierda / derecha 90 grados
• su debe ser tan preciso como usted puede codificar
• en un entorno adecuado, puede usar ultrasonido para ser más preciso (solo necesita lados perpendiculares y no hay material problemático dentro)
• con estos puede comenzar a mapear su laberinto 2D

4. mapeo de la habitación

• crear un mapa 2D del entorno
• puedes hacerlo por celular o vector
• Recomiendo encarecidamente el acceso a la celda (es menos preciso pero más fácil para los principiantes)
• mapa puede ser matriz 2D

• con valores desconocidos, espacio, pared

  1.init

  • coloque el auto perpendicular a alguna pared
  • mapa claro con desconocido
  • establecer posición en el medio del mapa (x, y)

  2.echo-localizar todos los lados

  • si se encuentra muro, márquelo en el mapa en (x, y) + (vector lateral de distancia *)
  • y marque todo el espacio entre x, y y la marca de pared como espacio
  • si no se encuentra una pared, marque como espacio todas las celdas en el mapa de x, y a (x, y) + (vector lateral de rango seguro *)
  • los vectores laterales pueden ser: front (0, + 1), back (0, -1), left (-1,0), right (+1,0)
  • rango seguro es la distancia desde su automóvil donde la pared siempre se detecta en [células]
  • distancia es la distancia medida de la pared en [células]
  • no olvide agregar a la cuenta las compensaciones del emisor / receptor desde la posición del automóvil
  • también marque la posición actual (x, y) como espacio

  3. encontrar cualquier celda más cercana o más rápida para mover marcada como celda espacial desconocida pero contigua

  • si no se encuentra ninguno, el mapeo se termina (parpadea con un LED o se mueve locamente para señalizarlo)
  • si se encuentra, planifique la ruta y muévala a ella
  • establecer posición x, y para ello

  4.goto 2

ahora solo mía los datos de MCU a PC y verlos

[notas]

• hay mucho que se puede agregar para mejorar esto ...
• cuidado con los materiales de tela / tela
• son muy difíciles de detectar por ultrasonido
• para los emisores usan su frecuencia requerida para maximizar su rendimiento
• para la ecolocación por impulso, la mejor relación potencia / precisión / rango para emitir es de 7 pulsos
• nadie sabe por qué, pero es el mejor (al menos para todas las aplicaciones y equipos que conozco)

Que te diviertas :)