... | ... | @@ -152,32 +152,59 @@ Self-balancing robots with gyro sensor |
|
|
|
|
|
### Setup
|
|
|
|
|
|
The code for this exercise is inspired by the code described and linked in [5]. The full implementation can be found at [6], with the corresponding PC program located at [7].
|
|
|
#### Software Setup
|
|
|
|
|
|
The code for this exercise is inspired by the code described and linked in [5]. The full implementation can be found at [6], with the corresponding PC program located at [7]. The important parts of the logic are shown in the this section. The following listing how calculating angular velocity (`gyroSpeed`) and `gyroAngle` from the raw gyro output is performed:
|
|
|
|
|
|
```java
|
|
|
void calcGyroValues(float interval)
|
|
|
{
|
|
|
int gyroRaw = gyro.readValue();
|
|
|
|
|
|
// STIKORD:::
|
|
|
// adjust the offset dynamically to correct for the drift of the sensor
|
|
|
offset = EMAOFFSET * gyroRaw + (1-EMAOFFSET) * offset;
|
|
|
|
|
|
/// Indsæt billede
|
|
|
//calculate speed and angle. Interval is the actual time for the last loop iteration.
|
|
|
gyroSpeed = gyroRaw - offset;
|
|
|
gyroAngle += gyroSpeed*interval;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
Sensoren har siddet to steder, først i toppen og dernæst længere nede -> Mindre rystelser, men også mindre udsving i vinklen.
|
|
|
The motor terms `motorSpeed` and `motorPosition` is calculated as shown in the following listing:
|
|
|
|
|
|
```java
|
|
|
private void calcMotorValues(float interval)
|
|
|
{
|
|
|
//get encoder values
|
|
|
int left = leftMotor.getTachoCount();
|
|
|
int right = rightMotor.getTachoCount();
|
|
|
|
|
|
//position is the sum of the two encoder values
|
|
|
int sum = left + right;
|
|
|
int delta = sum - oldMotorSum;
|
|
|
motorPosition += delta;
|
|
|
|
|
|
//calculate motorspeed as the average motor speed of the last 4 iterations.
|
|
|
motorSpeed = (delta + old1MotorDelta + old2MotorDelta + old3MotorDelta)
|
|
|
/ (4 * interval);
|
|
|
|
|
|
// Save old values for future use
|
|
|
oldMotorSum = sum;
|
|
|
|
|
|
old3MotorDelta = old2MotorDelta;
|
|
|
old2MotorDelta = old1MotorDelta;
|
|
|
old1MotorDelta = delta;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
Forklar hvordan vi har isoleret de forskellige gains og hvad de gjorde.
|
|
|
The control loop calculates the average period for the controlloop, then gyro and motor values. It then calculates the output ..
|
|
|
|
|
|
KGyroAngle = Positiv vinkel selvom den ikke burde/forkert vinkel -> Skru op for denne så vælter lortet. Robottens nulpunkt drifter
|
|
|
KGyroSpeed = Fungerer fint. Jo højere værdi jo hurtigere reagere robotten
|
|
|
KSpeed = Jo hurtigere hjulet drejes jo mere modstand gives i motoren.
|
|
|
KPos = VIrker som forventet. Bestemmer en gain faktor i forhold til hvor hurtigt motorene finder tilbage til set point
|
|
|
|
|
|
// STIKORD:::
|
|
|
|
|
|
Hvad vi har prøvet:
|
|
|
/// Indsæt billede
|
|
|
|
|
|
- Gyroangle -> Robotten reagere for langsomt
|
|
|
- Afhjælpes med GyroSPeed Gain -> Robotten reagere hurtigt, men den ved ikke hvad vinklen er
|
|
|
-
|
|
|
|
|
|
////
|
|
|
|
|
|
### Results
|
|
|
|
... | ... | @@ -189,6 +216,20 @@ The data shows, that the offset for this sensor is around 600. Furthermore, it c |
|
|
|
|
|
... drift ..
|
|
|
|
|
|
Forklar hvordan vi har isoleret de forskellige gains og hvad de gjorde.
|
|
|
|
|
|
KGyroAngle = Positiv vinkel selvom den ikke burde/forkert vinkel -> Skru op for denne så vælter lortet. Robottens nulpunkt drifter
|
|
|
KGyroSpeed = Fungerer fint. Jo højere værdi jo hurtigere reagere robotten
|
|
|
KSpeed = Jo hurtigere hjulet drejes jo mere modstand gives i motoren.
|
|
|
KPos = VIrker som forventet. Bestemmer en gain faktor i forhold til hvor hurtigt motorene finder tilbage til set point
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hvad vi har prøvet:
|
|
|
|
|
|
- Gyroangle -> Robotten reagere for langsomt
|
|
|
- Afhjælpes med GyroSPeed Gain -> Robotten reagere hurtigt, men den ved ikke hvad vinklen er
|
|
|
- Sensoren har siddet to steder, først i toppen og dernæst længere nede -> Mindre rystelser, men også mindre udsving i vinklen.
|
|
|
|
|
|
## Conclusion
|
|
|
|
|
|
Bedre gyro -> Sensor fusion
|
... | ... | @@ -204,7 +245,6 @@ Bedre gyro -> Sensor fusion |
|
|
|
|
|
[4] https://gitlab.au.dk/rene2014/lego/tree/master/Lesson5/Programs/SegwayOnTheFlyNXT
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[5] http://www.hitechnic.com/blog/gyro-sensor/htway/
|
|
|
|
|
|
[6] https://gitlab.au.dk/rene2014/lego/tree/master/Lesson5/Programs/SegwayGyroSensor
|
... | ... | |