Kurvenfahrt Kettenfahrzeug berechnen

[Speedy (Gast)]

Hallo liebes Forum :)

ich habe schon ein paar Themen durchsucht wie zb. Geschwindigkeit 
Kettenfahrzeug berechnen, habe aber leider keine Antwort oder weitere 
Informationen zu meinem Problem erhalten.

Gegeben ist ein 4WD Roboter wie abgebildet. Ich schreibe gerade einen 
Motortreiber der bereits folgendes kann: Regeln, geradeaus in einer 
bestimmten Geschwindigkeit und Entfernung fahren, auf der Stelle mit 
einer bestimmten Geschwindigkeit und Winkel drehen. Jetzt fehlt mir nur 
noch das letzte Feature: Kurvenfahrt.

Beschreibung des Roboters: 4 Motoren, jeweils linke Seite und rechte 
Seite werden zusammen angesprochen, Auswertung über die Encoder der 
beiden vorderen Räder.

Unter Angabe von Radius, Winkel und Geschwindigkeit soll der 4WD eine 
Kreisbahn beschreiben.

Dies scheint allerdings schwieriger zu sein als gedacht.
Ich habe schon alles mögliche an Ansätzen probiert:

-über den Kreisumfang mit U=2*pi*r für jede Seite dann runter auf den 
Winkel den man haben möchte(90° => 1/4*U). Die  beiden Distanzen ins 
Verhältnis setzten und diesen Faktor zur Anpassung der Geschwindigkeit 
nehmen(da die Bahngeschwindigkeit des äußeren Motors schneller sein 
muss).

-über Winkelformel des gefahren Kreissegments...

Beides geht allerdings nicht. Der Roboter fährt teilweise keine 
Kreisbahn oder hält viel zu früh an oder fährt viel zu weit. Die 
Berechnungen erfolgen alle in VHDL somit sind Rundungsfehler nicht 
vermeidbar(mit real kann nicht gerechnet werden).

Habt ihr noch weitere Ideen oder Formeln? Oder vielleicht sogar ein 
Beispiel?

Liebe Grüße
Speedy

[Flo (Gast)]

Die Berechnung wird nicht so einfach gehen, da bei der Kurvenfahrt 
Schlupf auftritt. Der Schlupf kann von Kurve zu Kurve abweichen aufgrund 
von Bodenbeschaffenheit und Gewichtsverteilung auf die Räder.
Daher würde ich die Information über den Drehwinkel eher mit einem 
Magnetfeldsensor (Kompass) holen.
Dann kann man da drauf regeln.

[Speedy (Gast)]

Guter Ansatz danke Flo. Allerdings wird der 4WD in einem Gebäude 
eingesetzt und der Kompass ist leider nicht zu gebrauchen... ich hätte 
aber einen Gyro...

[Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)]

Evtl. mal (zusätzlich) einen Beschleunigungssensor (mind. 2D, 
waagerecht) probieren. Über den Vektor der Fliehkraft sollten sich 
Aussagen zur Kurvenfahrt treffen lassen ...

[;o) (Gast)]

Speedy schrieb:
> Guter Ansatz danke Flo. Allerdings wird der 4WD in einem Gebäude
> eingesetzt und der Kompass ist leider nicht zu gebrauchen... ich hätte
> aber einen Gyro...

Solange im Fußboden keine elektrische Fußbodenheizung oder ähnliches 
verbaut ist, dürfte das Erd-Magnetfeld auch im Gebäude vorhanden & 
messbar sein.
Es ist das GPS das gelegentlich Probleme bereiten kann.

Vorallem kann man das Erd-Magnetfeld auf die relativ kurze Zeitspanne 
eines Menschenlebens als statisch ansehen.
Bei einem Gyro hat man immer etwas Drift wodurch sich Fehler langsam 
aufsummieren.

[Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)]

Speedy schrieb:
> -über den Kreisumfang mit U=2*pi*r für jede Seite dann runter auf den
> Winkel den man haben möchte(90° => 1/4*U). Die  beiden Distanzen ins
> Verhältnis setzten und diesen Faktor zur Anpassung der Geschwindigkeit
> nehmen(da die Bahngeschwindigkeit des äußeren Motors schneller sein
> muss).
>
> -über Winkelformel des gefahren Kreissegments...
>
> Beides geht allerdings nicht. Der Roboter fährt teilweise keine
> Kreisbahn oder hält viel zu früh an oder fährt viel zu weit. Die

 Mit Formeln und Berechnungen alleine wirst du nicht weit kommen.
 Du brauchst einen Korrekturfaktor.
 Lass dein Fahrzeug im Kreis fahren mit unterschiedlichen Drehzahlen
 fur linken und rechten Motor.
 Messe mal Kurvenradius nach, vergleiche mit Soll und...

[Karl (Gast)]

Das Kurvenfahrverhalten ist mit einfachen Gleichungen nicht berechenbar, 
es gibt zu viele Variablen, die Einfluss haben:

- aktuelle Gewichtsverteilung
- Reibungswert zwischen Kette und Untergrund
- Beschaffenheit des Untergrunds (Beton/Gras/Schotter)
- Neigung des Untergrunds

[Timm T. (Gast)]

Ähm, vielleicht sehe ich es nicht, aber wo ist da eigentlich die Kette?

Ein Gyro sollte dafür eigentlich genau richtig sein, Langzeitdrift ist 
ja unwichtig, den Startwinkel kannst Du ja jedesmal wieder "Nullen".

Ohne Positionsbestimmung wirst Du aber bei unterschiedlichen 
Untergründen den Radius nicht bestimmen können. Genauso wie es Dir die 
Geradeausfahrt verkackt, wenn Du schräg vom Parkett über eine 
Teppichkante - wechselnde Reibungskoffizienten, wechselnder Schlupf - 
fährst.

Wie macht es ein Autofahrer? Er guckt immer wieder, wo die Fahrt hingeht 
und korrigiert dann nach. Geht meistens gut.