Odometria

Középen: Ötjegyű kilométer-számláló kijelző egy autóban

Az odometria vagy a hodometria (az ókori görög ὁδός hodós "módon" és μέτρον métron "méréssel" - szintén "távolságméréssel") leír egy módszert egy mobil rendszer helyzetének és orientációjának (helyzetbecslésének) megbecsülésére annak meghajtórendszeréből származó adatok felhasználásával. A kerekekkel hajtott rendszerek ehhez a kerékfordulatok számát használják, míg a futó rendszerek (pl. Robotok ) a lépéseik számát. Az egyik eszköz, amely odometriát használ a hely becsléséhez, egy kilométer-számláló . Az odometria a halott számítással együtt alapvető navigációs módszer minden típusú földi jármű ( gépjármű , robot) esetében, de hibatulajdonságai miatt ritkán használják egyedüli módszerként.

Eljárás

A száma a kerék fordulatszáma közötti két mérési idők számít (például inkrementális jeladók ), és alakítjuk át útkülönb együtt ismert kerék kerületét , ahol a kerék átmérője jelentése : ${\ displaystyle n}$ ${\ displaystyle \ pi \ cdot d}$ ${\ displaystyle d}$ ${\ displaystyle \ Delta s}$

{\ displaystyle \ Delta s = \ pi \ cdot d \ cdot n}

.

A jármű mozgásának iránya az egyes kerekek kormányzási szögén keresztül határozható meg, a kormányszög számítási szabálya az alváz típusától függ ( első tengely vezérlő kar, hátsó tengely vezérlő kar ).

Az odometrikus mérési módszerek relatív helyzetmeghatározást tesznek lehetővé , mivel csak útbeli különbségekkel működnek. Az abszolút helyzetmeghatározáshoz ismerni kell egy pozíciót, amelyhez a helyzetkülönbségek kapcsolhatók. Egydimenziós esetben (vasúti jármű) az egyenlet adódik

{\ displaystyle s (t _ {\ mathrm {new}}) = s (t _ {\ mathrm {old}}) \! \ + \ Delta s}

.

Hiba megfontolás

A következő változók befolyásolhatják a helyzetmérés pontosságát.

A kerék geometriája (kerekességen kívüli, kopás, az átmérő helytelen mérése, a kerék keresztprofilja)
Anyag és légnyomás (profil, az anyag puhasága, a felfújási nyomás, hőmérséklet, sebesség miatti puhaság)
A talaj állapota (egyenetlenség, csúszás )
Az alváz geometriája (játék, a kerék távolságának és kormányberendezésének helytelen mérése)
A jármű súlya (egyenetlen eloszlás: megnövekedett terhelés és az egyes kerekek deformációja)
szél

Minden hibát a pozíciókülönbség tartalmaz, amely hozzáadódik az utolsó ismert pozícióhoz. Így a hibák minden mérési lépésnél összeadódnak, és minél tovább tart a mérés, annál nagyobb az eltérés. Ez az ellenőrzési különbség (a hibát követve) az odometrikus helyzet kiszámításakor gyakorlatilag elkerülhetetlen, még akkor is, ha az összes hibahatás minimálisra csökken.

Alkalmazás

Járműtechnika

Az odometria olyan funkcióra utal, amely bizonyos időpontokban meghatározza a jármű helyzetét, tájolását és vezetési állapotát. Általános szabály, hogy a bemeneti változók a futóműtől (kerék forgása, iránya), a ferde sebesség érzékelőtől (ESP / ABS) és a kormánytól (a kormány kormányszöge, a kormánykerék szöge) mért változók . A jármű navigációjában a GPS helymeghatározáson kívül használják a vétel nélküli területek, például alagutak áthidalására és a GPS eredmények finomítására.

Az ETCS kilométermérést a vonatok biztonságos helyzetének és sebességének mérésére használják.

robotika

Az autonóm robotikában az odometria az egyik legegyszerűbb, ezért az egyik leggyakoribb eszköz a lokalizációhoz . Általános szabály, hogy az odometria méréseit további szenzorok egészítik ki - jellemzően echolokáció vagy GPS - a jobb eredmények elérése érdekében.

Források és megjegyzések

^ Joachim Hertzberg, Kai Lingemann, Andreas Nüchter: Mobil robotok. Bevezetés a számítástechnika szempontjából (= eXamen.press. ). Springer Vieweg, Berlin és mtsai, 2012, ISBN 978-3-642-01725-4 .

[1] Joachim Hertzberg, Kai Lingemann, Andreas Nüchter: Mobil robotok. Bevezetés a számítástechnika szempontjából (= eXamen.press. ). Springer Vieweg, Berlin és mtsai, 2012, ISBN 978-3-642-01725-4 .

Languages