Навигация и ориентация
Робот, который должен доехать до точки, отвечает на три разных вопроса: где я, куда повёрнут и как двигаюсь прямо сейчас. Ни один датчик не отвечает на все три, поэтому их ставят вместе и объединяют показания.
| Вопрос | Датчик | Частота | Слабость |
|---|---|---|---|
| Как меняется положение | MPU6050 | 100–1000 Гц | накапливает ошибку (дрейф) |
| Куда повёрнут относительно севера | GY-271 | ~10 Гц | врёт рядом с металлом и моторами |
| Где я на Земле | NEO-6/7/8 | 1 Гц | не работает в помещении |
Каждый быстр там, где другой слаб: гироскоп даёт мгновенную реакцию, но уплывает за минуту; GPS не уплывает никогда, но обновляется раз в секунду. Отсюда главный приём навигации — объединять источники, а не выбирать лучший.
Акселерометр и гироскоп на одном кристалле: углы наклона, комплементарный фильтр, борьба с дрейфом. Три визуализатора, включая 3D-куб ориентации
Магнитометр: курс через atan2, калибровка «восьмёркой», магнитное склонение и почему компас врёт рядом с моторами
Трилатерация по спутникам, протокол NMEA, контрольные суммы, разница «видно» и «использовано в fix». Живой трек на карте
Теория к этим датчикам — в робототехнике:
пространство и положение объясняет системы
координат и точки отсчёта, сигналы и данные —
почему измерение всегда содержит шум и что такое дрейф.