Pieza de posicionamiento
Composición del hardware
El componente principal del dispositivo es un sistema compuesto por una microcomputadora de un solo chip, que incluye un transmisor ultrasónico, un receptor ultrasónico, un módulo de control central de recepción y un módulo de control central de transmisión. El sistema y la computadora juntos forman un sistema de posicionamiento con una computadora como núcleo. El diagrama de la estructura del sistema se muestra como en la Fig.1.
Como funciona el sistema
El método de trabajo concebido del sistema es usar una computadora para controlar el proceso de posicionamiento e implementarlo en secuencia: primero, la computadora envía un comando de inicio de medición al transmisor y espera una demora; luego envía ultrasonido al transmisor e informa al receptor que comience a cronometrar; después de que finaliza la demora de la computadora , Lea los datos de distancia desde el extremo receptor, calcule las coordenadas de acuerdo con la disposición de los puntos receptores, publique las coordenadas y visualícelas según sea necesario.
El sistema se implementa principalmente mediante dos programas principales. Uno es el programa de control del microcontrolador y el otro es el programa de cálculo de coordenadas. Una vez que la microcomputadora de un solo chip obtiene la distancia entre cada receptor ultrasónico y el transmisor ultrasónico, la información se puede transmitir a la computadora y las coordenadas de posición relativa del objeto se pueden calcular mediante el modelo matemático y el algoritmo presentados anteriormente.
Los cambios de temperatura provocarán cambios en la velocidad del sonido Debido al pequeño tamaño del espacio del dispositivo experimental, es necesario considerar el impacto de la temperatura en la precisión de la medición. Hay un programa de corrección de la velocidad del sonido en el dispositivo. La temperatura en tiempo real del entorno actual se obtiene a través del sensor de temperatura en la microcomputadora de un solo chip, y luego la velocidad del sonido a la temperatura actual se calcula a través de la fórmula de corrección de la velocidad del sonido para lograr el propósito de corregir la velocidad del sonido. Finalmente, la visualización en tiempo real de las coordenadas (programa de visualización), el uso del lenguaje informático para mostrar las coordenadas de posición obtenidas en tiempo real, y construir un modo de visualización visual, de modo que la posición de las coordenadas del objeto tenga una alta legibilidad.
Composición de la interfaz del sistema
Esta interfaz consta de cuatro partes. La primera es la interfaz de visualización en tiempo real de las coordenadas relativas XY en la parte superior derecha, la interfaz de visualización en tiempo real de las coordenadas relativas XZ en la parte inferior derecha y la interfaz de visualización en tiempo real de las coordenadas relativas YZ en la parte inferior izquierda. El área de visualización del valor de las coordenadas en el lateral.
El dispositivo experimental del sistema consiste en el dispositivo del sistema de posicionamiento ultrasónico espacial y el soporte experimental, como se muestra en la Figura 3. Cuatro receptores ultrasónicos están instalados respectivamente en las cuatro esquinas de la parte superior del soporte. El transmisor ultrasónico (objeto posicionado) está instalado en una varilla deslizante que puede moverse libremente en el plano. El estante también puede moverse en la dirección vertical, de modo que pueda ser Libre movimiento de posicionamiento de objetos en el espacio.
El sistema de coordenadas del espacio rectangular se establece con una esquina en la parte inferior como origen y se pega una escala. Al medir, mueva la barra deslizante del plano y el dispositivo de movimiento vertical para colocar el transmisor ultrasónico (objeto posicionado) en una determinada posición en el espacio, y se colocarán las coordenadas de los ejes X, Y y Z que se muestran en la escala El valor real del objeto. Los valores de las coordenadas de los ejes X, Y y Z dados por el programa son los valores medidos del objeto a posicionar. Comparándolos con los valores reales, se puede conocer la precisión de posicionamiento del dispositivo del sistema de posicionamiento ultrasónico espacial.
Sección de navegación
Esta parte se realiza mediante posicionamiento ultrasónico, que pertenece a la categoría de "posicionamiento absoluto", incluso si ocurre un gran error, no afectará la precisión de posicionamiento del siguiente punto. Sin embargo, el posicionamiento ultrasónico también tiene sus limitaciones: la razón principal es que la velocidad de posicionamiento es ligeramente más lenta. La frecuencia de actualización de datos por segundo es de 3 a 10 veces, y 10 veces está cerca del límite. La tasa más confiable debe ser de 3 a 5 veces por segundo. Si va demasiado rápido, se producirán grandes errores. Para mejorar la precisión, puede ser necesario utilizar el método de navegación a estima para compensar el espacio entre dos datos de posicionamiento. La información de posicionamiento ultrasónica se utiliza simplemente como la corrección de posición relativa de la navegación a estima.
Diseño de distribución de información de ubicación actual y objetivo
Según la implementación del programa de prueba Processing, es relativamente sencillo enviar la posición actual y la posición objetivo en la página de prueba de posicionamiento. La distribución de la información de la posición actual es relativamente simple. Después de que se completa cada posicionamiento, las coordenadas se envían al automóvil. Solo necesita diseñar un marco de datos para enviar la información de las coordenadas de posicionamiento Empaque con tiempo de recolección. La posición de destino se genera haciendo clic con el mouse en el área de posicionamiento. Para realizar la distribución de la "información de posición de múltiples objetivos", se diseña un botón: claro, el propósito es borrar la posición de destino previamente ingresada y comenzar desde el principio. El funcionamiento normal, sin hacer clic con el mouse una vez, genera una posición de destino, diseña un marco independiente y envía la posición de destino después de enviar la información de posición actual.
El marco de la posición de destino contiene dos informaciones: primero: si es el primer punto. Segundo: las coordenadas X e Y de la posición objetivo. De esta manera, puede saber qué hacer al recibir. Si es el primer punto, borre la posición de destino previamente almacenada y apunte al primer elemento de la matriz de posición de destino. Si es un destino posterior, agregue la posición de destino al final de la matriz.
Diseño de comportamiento correspondiente
Con el diseño de terminal de control anterior, el diseño de comportamiento es el siguiente:
Primero: agregue el análisis de comando relevante a la tarea de recepción inalámbrica para obtener la posición del automóvil y la posición objetivo. Segundo: agregue una tarea para completar el viaje a la ubicación de destino.
La forma de viajar a la posición objetivo está diseñada inicialmente para consistir en dos comportamientos: Comportamiento 1: Girar, apuntando la dirección de la marcha hacia la posición objetivo. Comportamiento 2: Camine recto, hacia la meta. Cuando la distancia entre la posición del objetivo y la posición del carro es inferior a 50 mm, se considera que ha alcanzado el objetivo.
La lógica de control es: después de recibir la primera posición de destino, calcule inmediatamente la distancia a mí y comience cuando sea superior a 50 mm. Si no obtengo la dirección actual, la primera acción es caminar en línea recta; de lo contrario, girar según la diferencia entre la dirección del objetivo y la mía. Cada vez que se recibe una nueva información de posición, se juzga si la distancia desde la posición guardada en el cálculo anterior de la dirección es superior a 50 mm, y la dirección se calcula una vez si se excede, y se juzga si es necesario girar y ejecutar el giro o continuar recto según el resultado. La información de ubicación y la información del objetivo se transmiten a través del buzón, y la tarea de caminar pregunta constantemente si hay nueva información de coordenadas.