Zweirad-Balancierer mit Gyro-Ratensensor

[uffi]

Hallo Leute,

wollte hier mal meinen Zweirad-Balancierer vorstellen. Basiert auf einem selbstgemachten Controller-Board mit ATMega16, einem Gyro-Ratensensor und einem Beschleunigungssensor. Interessant ist auch die Code-Implementierung mit einem Kalman-Filter. Details mit Fotos und Videos unter:

http://home.arcor.de/uffmann/ARTIST.htm (Link korrigiert)

Schreibt mal, was Ihr davon haltet.

Grüsse, uffi.

[ogni42]

DEr Link ist tot

[vklaffehn]

Einfach das 'l' von html weglassen..

[Günter49]

Zum Roboter:
Bin beeindruckt! Besonders vom sehr ruhigen und stabilen Balancieren. Und als fischertechnik-Fan freut mich natürlich der klare und übersichtliche mechanische Aufbau aus fischertechnik-Teilen.
Zur Internetseite:
Sehr informativ. Leider wurde nur ein Teil der Bilder bei mir (firefox) angezeigt.

Gruß, Günter

[Andun]

Moin

Ich kann mich meine Vorredner eigentlcih nur anschließen.

Ich würde gerne mehr Details von der Konstruktion sehen, aber das geht wohl im Moment nicht.

Was das für ein Sensor ist und so wäre auch ganz interessant.

Andun

[uffi]

Vielen Dank für das nette Feedback, hat mich sehr gefreut!!!!

The rate gyro is a CRS03-02 by Silicon Sensing / BAE Systems (bandwidth 10 Hz), see:

http://www.siliconsensing.com/

The datasheet of CRS03 can be found here:

http://www.siliconsensing.com/produc...eets/CRS03.pdf

Oder meintet ihr das Accelerometer?

Freescale MMA2260D for x-axis and MMA1260D for z-axis with a bandwidth of 50Hz

[uffi]

@Günter49: Ja, fischertechnik ist schon Klasse. Du hast ja in Deinem Stairbot auch ein paar Teile verwendet, und an den Stellen machen sie auch echt Sinn. Ich finde den Stairbot sehr begeistungswürdig - toll.

@Andun: konntest Du mit den Infos zu den Sensoren und zur Konstruktion etwas anfangen? Oder was interessiert Dich noch?

@Alle: Bitte weiter posten, ich schaue noch rein.

[recycle]

@Uffi

da es funktioniert, hast du ja offensichtlich alles richtig gemacht.
Damit liegt es dann offensichtlich an mir, dass ich einen Teil der Beschreibung auf deiner Seite nicht ganz nachvollziehen kann

Im Teil "Calculating Tilt Angle from 2-Axis Accelerometer Data" rechnest du mit x und z. Wenn ich die Skizze richtig verstehe, ist der 2-Achsen-Beschleunigungssensor so angeordnet, dass die z-Achse gar nicht erfasst wird. Sie sollte ja eigentlich auch keine Rolle spielen.
Kann man in den angegebenen Formeln einfach z durch y ersetzen, oder habe ich da irgendwas gar nicht verstanden?

x und y stehen bei einem 2-Achsen-Sensor nach Skizze allerdings in festem Verhältnis. Wo ist dann der Vorteil beide Achsen (Sensorwerte) zur Berechnung zu verwenden?


In der ersten Formel unter der Skizze berechnest du dann mit a den Betrag der Beschleunigung in x-Richtung. Wenn man hier mit Messwerten für x und y rechnet, lässt sich meiner Meinung nach aber nicht unterscheiden, welcher Anteil von a durch die Neigung und welcher durch die Bewegung in x Richtung verursacht wird. Letztere geht ja in die Messung von x und y mit ein.

In den folgenden Formeln nimmst du dann die Beschleunigung mit dem Fehlbetrag durch die Neigung und die Neigung mit dem Fehlbetrag durch die Beschleunigung und errechnest daraus die Neigung.
Macht das so Sinn?
Oder müsste man die Beschleunigung in X-Achse über Radsensoren ermitteln und die Formelns sind nur ein Auszug aus den Berechnungen die du verlinkt hast?

Zu deinem eigenen Roboter hast du ja geschrieben, dass du den Fehler durch die Beschleunigung in X-Achse vernachlässigst und deine Rad-Encoder nicht verwendest und der kann ganz offensichtlich balancieren

[uffi]

@recycle:

Verwendung von y und z wahlweise ist eine Unsauberheit von mir. Die Zeichnung (mit x und y) habe ich aus einem anderen Paper kopiert, da ich zu faul war eine neue zu machen. In meinen Formeln meine ich mit z immer das y aus der Zeichnung. Ich mag z als Richtung in die Höhe lieber.

Der Sensor muß natürlich so angeordnet werden, daß die Richung nach vorne und hinten in Fahrtrichtung und nach oben bzw. unten zum Erdmittelpunkt erfasst wird. (Im aktuellen Robot ist das nicht der Fall, da wird ja auch nur die 1 Richtung ausgewertet).

Der Vorteil, beide Richtungen zu erfassen liegt dann darin, daß man den Fehler, der durch die Beschleunigung des Robots in Fahrtrichtung bei der Winkelbestimmung entsteht, herausrechnen kann.

Ich glaube nicht, dass man über Radencoder die Beschleunigung so fein zeitaufgelöst bestimmen kann. Man braucht ja für jede Messung, also in meinem Fall 120 mal pro Sekunde, einen aktualisierten Wert für die Beschleunigung, damit man den korrekten Winkel berechnen kann.

Bei der aktuellen Implementierung des Roboters wird ja nur 1 Achse gemessen. Der Fehler in der Winkelbestimmung (verursacht durch die Beschleunigung) wird hier durch den Kalman-Filter herausgemittelt.

Ich hoffe, dass es nun etwas klarer ist. Sorry für die Laxheit mit y und z.

Gruß, uffi.

[raoul4]

Hallo uffi.

Dein Roboter gefällt mir außerordentlich gut. Auch der Aufzug auf deiner Homepage ist einen Blick wert! Super

mfg