В лекциях Джон Валвано постоянно повторяет, и я не смог бы сформулировать лучше, что одна из главных задач робота - знать своё местоположение, т.е. где он находится сейчас. Сенсорами линии мы можем определить где относительно линии мы находимся и надо ли нам сдвигаться вправо, или влево, или продолжать двигаться прямо. Но мы не можем определить как далеко по линии мы убежали. Можно, конечно, взять скорость робота, которую можно прикинуть по ШИМ, которым мы кормим двигатели, проинтегрировать по времени и получить какой-то результат. Который будет очень не точным из-за неоднозначной зависимости скорости вращения мотора от подводимой мощности и из-за тривиального проскальзывания колёс по поверхности трассы.
Моё "секретное оружие" было то, что мой робот мог немного ориентироваться по трассе - знал примерно своё местоположение.
После майских соревнований, где была применена трасса имеющая 3 перекрёстка, и возле одного из перекрестков, было очень труднопроходимое место. Там меня посетила мысль, что эти перекрёстки можно использовать как опорные метки, чтобы разбить трассу на участки. И таким образом один участок можно двигаться с одной скоростью, другой - с другой скоростью. Т.е. я создал два набора параметров для обычных и альтернативных участков и одна 32-х битная переменная в которой установленные в 1 биты означают применение альтернативных настроек.
Вот на фото, для примера, трасса с последних соревнований. Два перекрёстка. Это значит по ходу робот будет видеть пересекаемую линию 4 раза и у нас есть 5 участков. Старт справа в дальней стороне у синей коробочки и робот должен бежать в левую сторону . Видно, что самый заковыристый - третий участок, имеет три прямоугольных поворота, которые на большой скорости не пройти. Но я запамятовал, что младший бит в силе до первого пересечения, а не после, поэтому в маске указал 0x00000002, а не 0x00000004. Поэтому получилось, что робот шел на пониженной скорости длинный участок с плавными поворотами, а после критического перекрёстка ускорялся, терял линию и "улетал" с трассы.
В этой (и в предыдущей) трассе есть и еще одна заковырка, которую я еще не решил. После третьего поворота сразу следует перекрёсток. И если на третьем повороте робота занесёт сильнее, чем надо, то к перекрёстку робот подъедет в таком положении, что воспримет как "прямое направление" ветку справа и пойдёт на второй круг в этой петле. У многих, в этом месте роботы зацикливаются или, если повезет, во второй раз они выходят из этой петли. У меня так робот поступил в первые два заезда, за счет чего потерял где-то одну секунду.
Хорошо было бы получить лог-файл показаний датчиков по всей трассе, чтобы проанализировать, что видит робот. Но пока не удаётся подцепить какую EEPROM для записи в реальном времени. Но это пол дела. Еще эти данные надо бы как-то вытащить наружу!
Так же с этими "прямоугольными" поворотами может быть так, что при заносе, робота может развернуть сильнее, чем на 180 градусов и тогда "подхватив" линию, робот побежит в обратном направлении.
Наблюдая, как движутся роботы соперников и мой робот, начинаю понимать где у меня проблема. Не знаю, как работают другие, но у меня для удержания робота на линии используется ПД (пропорционально-дифференциальное) управление. Так вот, когда имеем сигнал на сколько произвести воздействие - один мотор должен крутиться быстрее, второй медленнее. При этом учитывается суммарная векторная скорость. И эта скорость, не сбавляется до тех пор, пока ускоренный двигатель не достигнет максимальных оборотов. Наверное, правильнее было бы воздействие выполнять только подтормаживанием мотора, тогда любое воздействие вызывало бы снижение скорости и более плавный вход в поворот, а не с заносами, как у меня. Собственно, только что сделал изменение в программе реализующее эту идею. Теперь еще бы не забыть об этом до следующих соревнований, что будут через 3 месяца и 1 неделю - 14 декабря.
Проблема, еще состоит в том, что у меня нет под рукой трассы, чтобы опробовать идеи в реальности. Обычно об ошибках или недостатках узнаю только во время подготовки перед самыми соревнованиями. Стараюсь приехать как можно раньше и пока трасса свободна подогнать необходимые параметры уже по месту. Купить её дорого, да и держать её негде - дома места и так не хватает. Так что трасса у меня кусок картона, хорошо если метр на метр - просто негде разогнаться до маршевой скорости.
Следующим этапом для определения местоположения робота планирую использовать данные с колесных энкодеров. Они тоже будут давать погрешность из-за проскальзывания, но позволят примерно оценить своё положение. При этом если их привязать к перекрёсткам, то позволит производить синхронизацию между ожидаемым и реальным местоположением. Но пока еще не продумал структуру данных и как конфигурировать поведение робота в зависимости от положения где находится робот. Тем более, что следующие соревнования будут в институте транспорта и связи, а там в предыдущие года трасса была вообще без пересечений. В прошлом году - 4 пересечения...
Пока же, надо бы задаться целью, чтобы робот бегающий по лабиринту измерял длины сегментов и учитывал их при проходе по обученному маршруту. Скажем, чтобы заранее тормозил под конец сегмента после которого надо будет выполнять поворот. Но я жду плату для RSLK-MAX - следующий робот будет на его базе и буду стараться сместить центр тяжести назад, чтобы не было необходимости в передних подпорках. Потому как вылазить за габариты вредно. Особо не смотрел как проходят лабиринт Лего-роботы, но заметил, что некоторым просто нехватало пространства развернуться - упирались в стенки или вообще, пытались колесом взобраться на стену и опрокидывались. Если бы был лабиринт только из линий, без стен - эти роботы показали бы неплохой результат, а тут такой облом.
А люди посмотрят и скажут: "Собаки летят. Вот и осень."
