Hodometria

Uma função que é muito importante é a hodometria. Com a hodometria conseguimos saber a posição actual do microrato que é essencial para cumprir os objectivos da prova.

Para realizarmos a hodometria, como já foi dito no início do capítulo, usa-se a informação que é retornada pelo 8515 quando lhe enviamos nova ordem. A informação que é retornada são as velocidade a que andaram durante o intervalo de tempo que também é retornado.

As equações que regem o estado do microrato são:

Com:

	v= velocidade linear w= velocidade angular v1=velocidade do motor 1 v2=velocidade do motor 2 k=constante que depende dos factores que influênciam o movimento rectilíneo, tais como: perimetro das rodas; precisão do motor passo-a-passo; kb=constante que depende dos factores que influênciam o movimento com curvas. b=distância entre eixos

 

Para uma boa hodometria começa-se por efectuar uma boa calibração dos deslocamentos linear e angular para obter as constante desejadas.

Para calibrar o deslocamento linear, fizemos vários ensaios de deslocamentos a várias velocidades. Tivemos de ter uma particular atenção ao arranque, visto que quanto menor a velocidade menos passos são perdidos no arranque. O ensaio foi feito com varios arranques com velocidades iguais nos motores durante o maior tempo possível de modo a ter um tempo de observação maior, e assim minimizar o efeito de erros.

Na tabela do lado temos os valores obtidos. Para cada velocidade foram feitas várias amostras a fim de minimizar os erros. Desta forma substituindo na equação do movimento rectilíneo obtivemos uma constante K=0,07651.

Para  fazer o ensaio de movimento circular, fizemos um ensaio que consiste em colocar velocidades simétricas nos motores e contar o número de voltas. Após várias tentativas chegamos à conclusão que através da inspecção visual era impossivel determinar um erro na ordem dos 20º. Assim usámos um laser montado no kerukejo, e assim controlámos a luz projectada na parede. Deste modo obtivemos resultamos muito bons.

Neste ensaio, fixámos a velocidade, e ajustávamos o tempo exacto que nos permitia o maior número de voltas inteiras, mais uma vez para minimizar os erros. Mais uma vez, no arranque é muito importante que os motores não percam passos. Neste caso devido à maior resistência que oferece este movimento temos menos amostras, mas que foram trabalhadas em maior pormenor e paciência. Essas amostras foram calculadas às velocidades em que o kerukejo se portava melhor.

Assim com base na equação da velocidade angular obtivemos :

Partindo então dos valores iniciais, conhecendo v1,v2, podemos calcular v e w. Com estes valores e com Dt calculamos os valores de x,y,q no instante seguinte. Deste modo temos a posição do kerukejo correcta a menos do deslocamento de um ciclo de comando, visto que sabemos o que foi deslocado no ciclo anterior quando enviamos nova ordem. Quanto mais apertado fôr o ciclo menos atraso tem o sistema.

A hodometria assim feita pode parecer muito perfeita no entanto tem um um defeito. Se o q tiver um erro muito pequeno, e se andarmos em frente uma distância considerável, acabamos por originar um erro significativo no x e y. Assim deste modo torna-se indispensável para melhor precisão uma bússola que de x em x tempo ajustava o valor do teta. A bússola era para ser utilizada, mas devido à falta de tempo acabámos por não a utilizar. Mesmo assim nos testes realizados, num recinto com cerca de 3m² o microrato fica com um erro de 20cm de raio, quando à ida para o farol apanhou dois obstáculos, e à vinda um, e para detectar o farol efectuou dois varrimentos.