terça-feira, 2 de abril de 2013

Sensores

Com o objetivo de conseguir com que o humanoide se mantenha em equilíbrio bípede, na realização deste projeto, será implementada uma rede de sensores inercias (IMU - Inertial Measurement Unit) no mesmo por forma a obter informação sobre a sua estabilidade em situação de equilíbrio.

Esta metodologia foi pensada tendo como ponto de inspiração o aparelho vestibular humano, sendo o maior responsável pelo nosso equilíbrio enquanto seres bípedes.

Neste caso, os sensores inerciais, os quais vou referir mais adiante, servirão como sistema de aquisição da orientação do robô ou seu centro de massa por forma a possibilitar a identificação de uma situação de instabilidade, de forma a poder corrigi-la a tempo de prevenir a queda do humanoide.

Para a rede inercial a instalar no humanoide, estão disponíveis dois modelos de sensores inerciais:





Pololu MinIMU-v2 9DOF








Razor IMU 9 DOF









Ambos os sensores são constituidos por acelerómetro, giroscópio e magnetómetro, perfazendo um total de 9 graus de liberdade.

Associado a cada sensor, está um algoritmo que vai permitir saber a sua orientação no espaço (ângulos de Euler). Este algoritmo apenas utiliza os dados vindos de cada sensor para determinar o matriz de rotação utilizada para converter nos ângulos de Euler (matriz também conhecida por DCM - Direction Cosine Matrix).


Os sensores são de 9dof , contudo o DCM funciona também com 6dof, ou seja, apenas com o acelerómetro e giroscópio. mas uma vez que por vezes o giroscópio fica com drift , o magnetómetro entra no sistema para corrigir esse problema, caso se verifique. Contudo , e porque nem tudo é um mar de rosas, o magnetómetro em ambientes onde o campo magnético não seja constante, apresenta alteração dos valores por este recebidos, podendo dar origem a erros.

Dada a sensibilidade deste tipo de sensores, ainda será ponderada e avaliada a necessidade da aplicação de um filtro de Kalman por forma a estabilizar as leituras dos sensores.

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