角度傳感器的結(jié)構(gòu)及使用工作原理介紹.doc

角度傳感器的結(jié)構(gòu)及使用工作原理介紹文章來源： 文章作者： 2007-08-27 字體:大 中 小 角度傳感器的結(jié)構(gòu)及使用工作原理介紹： 假設(shè)機(jī)器人有兩個(gè)角度傳感器，通過傳動(dòng)鏈將每一個(gè)角感連接到主動(dòng)輪上。輪子的直徑為D，R為角感的分辨率，G為編碼器與輪子的傳動(dòng)比，你 能得到一個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)F，它將角度傳感器的每一個(gè)單位轉(zhuǎn)換成響應(yīng)的運(yùn)動(dòng)距離： copyright F = (D x ) / (G x R) 本文來GIS公園 這個(gè)比的分子是D x ，表示輪子的圓周長(zhǎng)，它剛好等于輪子轉(zhuǎn)動(dòng)一周運(yùn)動(dòng)的距離。這個(gè)比的分母是G x R，定義編碼器計(jì)數(shù)的增量剛好等于輪子的一轉(zhuǎn)。F就表示每跳動(dòng)一下移動(dòng)的單位距離。 內(nèi)容來自GIS公園 機(jī)器人使用最大的輪子，它的直徑是81.6mm。角度傳感器每一轉(zhuǎn)有16的分辨率，她與輪子的傳動(dòng)比是1;5（輪子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，角度傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)5圈）。結(jié)果是： F = 81.6 mm x 3.1416 / (5 x 16 ticks) =3.2 mm/tick copyright 就是說每次傳感器計(jì)數(shù)一次，輪子就會(huì)運(yùn)動(dòng)3.2mm。在任何給定的時(shí)間間隔，左輪運(yùn)動(dòng)的距離TL等于角度傳感器計(jì)數(shù)的增量IL乘以系數(shù)F GIS公園 TL = IL x F 本文來GIS公園同樣，對(duì)右輪： TR = IR x F 本文來GIS公園機(jī)器人的中心點(diǎn)，就是在連接兩輪的的中線上的一點(diǎn)，它移動(dòng)的距離是TC 內(nèi)容來自GIS公園TC = (TR + TL) / 2 本文來GIS公園為了計(jì)算方向O的變化你需知道機(jī)器人的另一個(gè)參數(shù)，輪子間的距離B，或更精確一點(diǎn)，輪子與地接觸的那兩點(diǎn)間的距離。 本文來GIS公園 O = (TR TL) / B 這個(gè)公式返回的值O是弧度，使用下面的關(guān)系式將弧度轉(zhuǎn)變?yōu)榻嵌取? ODegrees = ORadians x 180 / 本文來GIS公園 copyright GIS公園 內(nèi)容來自GIS公園 內(nèi)容來自GIS公園你現(xiàn)在可以計(jì)算機(jī)器人的相對(duì)方位，在I時(shí)刻的新方位O是建立在I-1時(shí)刻的方位變化O 內(nèi)容來自GIS公園O是機(jī)器人所指的方位，為O選擇同樣的單位的結(jié)果是： 內(nèi)容來自GIS公園Oi = Oi-1 + O copyright 同樣的，新的中心點(diǎn)卡迪爾坐標(biāo)是根據(jù)前一中心點(diǎn)移動(dòng)距離的增量： copyright xi = xi-1 + TC x cos Oi 本文來GIS公園 yi = yi-1 + TC x sin Oi 內(nèi)容來自GIS公園這兩個(gè)三角函數(shù)把移動(dòng)距離的矢量表示轉(zhuǎn)換成卡迪爾坐標(biāo)。 GIS公園不幸的是，在進(jìn)行定位時(shí)你無法除去三角式中角度O，還好，有些特殊的情況，你可以避免三角函數(shù)，比如，當(dāng)機(jī)器人在某個(gè)位置精確的轉(zhuǎn)動(dòng)90度，并按照你所期望的筆直往前走。在這種情況下，x或y有一個(gè)是常量，其它運(yùn)動(dòng)距離的增量TC也同樣。使用雙差速齒你只需要一個(gè)角度傳感器，安裝在左或右輪上。這個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)保證了當(dāng)一個(gè)馬達(dá)打開時(shí)機(jī)器人直線驅(qū)動(dòng)，當(dāng)另一個(gè)馬達(dá)打開時(shí)機(jī)器人就轉(zhuǎn)彎，在第一種情況下，角度傳感器，角度傳感器將會(huì)測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)的直線距離TC，而在第二中情況下，你必須要根據(jù)角度傳感器的增量讓它以90