1 Universität Bremen Kognitive Robotik I Sensorik Thomas Röfer Steuerung und Regelung Interne Sensorik Rotation, Belastung, ... Externe Sensorik Taktil, Infrarot, Ultraschall, ... 2 Universität Bremen Kognitive Robotik I – Sensorik Rückblick „Motorik“ Antriebs-/Lenkachse Stützräder Differenzieller Antrieb Lenkmotor Achse für Aufbau Antriebsmotor Synchronantrieb Omnidirektionaler Antrieb Laufmaschinen 3 Universität Bremen Kognitive Robotik I – Sensorik Regelung Stellgröße Eine Ausgangsgröße, die verändert werden kann Ist-Größe (Messgröße) Eine Eingangsgröße, die gemessen werden kann Sollgröße Ein Wert, der von der Messgröße erreicht werden soll (nicht von der Stellgröße!) Steuerung Verändern der Stellgröße ohne Kontrolle Regelung Verändern der Stellgröße in Abhängigkeit von der Ist-Größe Prozess Regler Stellgröße Ist-Größe Sollgröße 4 Universität Bremen Kognitive Robotik I – Sensorik Regelung – Beispiel Ziel Ist-Größe soll der Sollgröße möglichst ohne Verzögerung folgen Möglichst kein Überschießen deltaProp = (target - current) * INTENSITY; if(current < target – TOLERANCE) deltaInt += STEP; else if (current > target + TOLERANCE) deltaInt -= STEP; output = target + deltaProp + deltaInt; deltaProp = (target - current) * INTENSITY; if(current < target – TOLERANCE) deltaInt += STEP; else if (current > target + TOLERANCE) deltaInt -= STEP; output = target + deltaProp + deltaInt; t Sollgröße Ist-Größe Beispiel Regelung der Rollstuhllenkung PID-Regler Proportional Integration Differenziell 5 Universität Bremen Kognitive Robotik I – Sensorik Interne Sensorik Zweck Erfassung des internen Zustands eines Systems Regelung der Motoren Z.B. Erfassung von Geschwindigkeit Lenkradius Gelenkstellung (bei Armen) Schräglage Belastung eines Motors Batteriespannung 6 Universität Bremen Kognitive Robotik I – Sensorik Intern - Tachometer Tachometer
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Universität Bremen Sensorik Rückblick „Motorik“roefer/kr00/04s.pdf · Zweck Erfassung des internen Zustands eines Systems Regelung der Motoren Z.B. Erfassung von Geschwindigkeit
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� Probleme� Kamera� Kompass� Neigungsdetektor� Global Positioning System (GPS)
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Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - passiv - GPS� Taktile Sensoren
� Probleme� Kamera� Kompass� Neigungsdetektor� Global Positioning System (GPS)
� Satelliten
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Universität Bremen
Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - passiv - GPS� Taktile Sensoren
� Probleme� Kamera� Kompass� Neigungsdetektor� Global Positioning
System (GPS)� Satelliten� Peilung
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Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - passiv - GPS� Taktile Sensoren
Probleme� Kamera� Kompass� Neigungsdetektor� Global Positioning System (GPS)
Satelliten Peilung Differenziell
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Universität Bremen
Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - passiv - GPS� Taktile Sensoren
Probleme� Kamera� Kompass� Neigungsdetektor� Global Positioning
System (GPS) Satelliten Peilung Differenziell
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Universität Bremen
Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - aktiv - Infrarot� Infrarot
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Universität Bremen
Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - aktiv - Ultraschall� Infrarot� Ultraschall
Hohe Entfernungsgenauigkeit Geringe Winkelauflösung
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Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - aktiv - Ultraschall� Infrarot� Ultraschall
Hohe Entfernungsgenauigkeit Geringe Winkelauflösung Spiegelreflektionen (Distanz zu lang)
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Universität Bremen
Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - aktiv - Ultraschall� Infrarot� Ultraschall
Hohe Entfernungsgenauigkeit Geringe Winkelauflösung Spiegelreflektionen (Distanz zu lang) Cross-Talks (Distanz zu kurz)
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Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - aktiv - Ultraschall Infrarot Ultraschall
� Hohe Entfernungsgenauigkeit� Geringe Winkelauflösung� Spiegelreflektionen (Distanz zu lang)� Cross-Talks (Distanz zu kurz)� Timing (Nahbereichs-/Fernblindheit)
t
Ausschw
ingen
Messzeitraum
Wartezeit
Messung
Senden
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Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - aktiv - Laserscanner Infrarot Ultraschall
� Hohe Entfernungsgenauigkeit� Geringe Winkelauflösung� Spiegelreflektionen (Distanz zu lang)� Cross-Talks (Distanz zu kurz)� Timing (Nahbereichs-/Fernblindheit)
Laserscanner
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Kognit ive Robo t ik I – Sensor ik
Extern - aktiv - Laserscanner Infrarot Ultraschall
� Hohe Entfernungsgenauigkeit� Geringe Winkelauflösung� Spiegelreflektionen (Distanz zu lang)� Cross-Talks (Distanz zu kurz)� Timing (Nahbereichs-/Fernblindheit)