Abstract:
Inertial Measurement Unit เป็นสิ่งจำเป็นในการวัดสัญญาณการควบคุมระดับสูงสำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ งานวิจัยนี้เป็นการออกแบบและพัฒนา Inertial Measurement Unit เพื่อต้องการหามุมและความเร็วในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์เคลื่อนที่ ที่มีสามองศาอิสระ หลักการโดยย่อคือการนำ Rate Gyroscope และ Accelerometer สำหรับวัดอัตราการหมุน และความเร่งในทั้งสามแกนและกรอปกับการใช้สมการ Forward Jacobian และ Inverse Jacobian ของหุ่นยนต์ดังกล่าวเพื่อทำการวัดความเร็วของหุ่นยนต์โดยอาศัยการวัดจากล้อ (Odometry) และนำข้อมูลทั้งหมดเข้าสู่ Kalman Filter ทำการประมาณหา Bias ของ Gyro และ Accelerometer เพื่อหาความเร็วและมุมของหุ่นยนต์ที่ต้องการ จากการทดลอง พบว่าการใช้ Gyroscope และ Accelerometer ร่วมกับ Kalman Filter สามารถที่จะหาความเร็วและมุมของหุ่นยนต์ โดยมีผิดพลาดน้อยกว่าการหาความเร็วและมุมจากการหมุนของล้อแต่เพียงอย่างเดียว เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลทั้งสองกับข้อมูลที่ได้จากระบบ Machine Vision ที่วัดตำแหน่งของการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ โดยการทดลองครั้งนี้ได้ทดสอบบนหุ่นยนต์เคลื่อนที่ ที่ใช้ล้อชนิด omnidirectional ซึ่งมีการ slip สูงทำให้การวัดข้อมูลจากล้อเพียงอย่างเดียวเกิดความผิดพลาดได้ง่าย
Description:
การวัดในการควบคุมหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้ ; Dead reckoning method ; Machine vision ; Global positioning system ; Inertial navigation system ; Accelerometer overview ; Kalman Filter -- การออกแบบและพัฒนา Inertial Measurement Unit: รายละเอียดเชิงเทคนิคของหุ่นยนต์ ; การคำนวณการเคลื่อนที่ของล้อ ; การนำ Inertial Measurement Unit ผนวกเข้ากับระบบ ; การเลือก Gyro และ Accelerometer ; การออกแบบตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำผ่าน (Low Pass Filter) ; การทดลองวัดค่า Gyroscope และ Accelerometer ขณะหยุดนิ่ง ; การออกแบบและใช้งาน Kalman Filter - การหาสมการ Time Update - Measurement Update
