机器人加速度定位原理
由牛顿的运动学定律可知: 0()()dtvtatt=∫ 0 0 0 ()()d()dt tt Stvttatt= = ∫ ∫∫ 式中,S(t)是运动的位移;v(t)是瞬时运动速度;a(t)是瞬时加速度。 在已知管道结构的情况下,要确定管道内运动物体的位置,只需确定运动物体的起始点和运动距离即可。因此,对于管道检测机器人的定位其实也就是确定管道检测机器人的行进距离。由于我们是通过运动距离来确定机器人的位置的,因此a(t)只考虑机器人的行进方向的分量,也就是沿管线的轴线方向。同理,v(t)也是如此,只需要研究其在a(t)方向的分量就可以了
定位公式推导
由于目前各类加速度计的产品已日趋成熟,使得本方法具有很好的可行性。下面将分别探讨机器人在水平管段、以及将其扩展到整个管段的公式推导。 2.1 水平管段的定位公式 在机器人上固定一个合适的加速度计(安装的位置将在第5节进行探讨),并时刻记录下机器人在前进方向的加速度a(tn)(一般只需要一维的加速度数值即可),结合采样时钟(采样率为f1),在已知机器人初始速度v0(一般可认为v0=0)的前提下,就能确定机器人任意时刻tn在管道内的位置S(tn)
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