Integracja czujników inercyjnych z konstrukcją robota humanoidalnego cz. I

• Autorzy: Kosiński P. , Świątek-Brzeziński P. , Osypiuk R.

Warianty tytułu

EN

Integration of inertial sensors with humanoid robots body. Part I

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule przedstawiono założenia projektowe oraz budowę systemu sterowania ruchem dla robota humanoidalnego Futaba RBT-1. Zaprezentowano wykonany sterownik oparty o mikrokontroler z rdzeniem ARM7, wyposażony w interfejs komunikacji do sterowania serwonapędami cyfrowymi, moduły radiowej wymiany danych oraz zestaw czujników inercyjnych. Ponadto zwrócono uwagę na interesującą metodę wyznaczania wychylenia poruszającego się obiektu względem Ziemi.

EN

This paper presents a part of the control system of the humanoid robot Futaba RBT-1. The hardware consists of a microprocessor based controller equipped with a communication interface for digital servos in robot legs. The main parts of the controller are: an ARM microcontroller, a wireless communication module TLX2401 and a Bluetooth. There was chosen an advanced sensor ADIS16362 iSensorŽ which is a complete inertial system that includes a triaxis gyroscope, a triaxis accelerometer and a programmable digital low-pass filter. The robot control system is shown in Fig. 1. In Section 4 the Inertial Navigation System (INS) is described. It uses the data obtained from the accelerometer and gyroscope to calculate the inclination of the robot body in respect to the gravity direction. It is based on "Efficient Orientation Filter" (developed by Dr. Sebastian Madgwick [1]) which despite being computationally efficient gives very good results. Small computational demands allow it to run on a microcontroller with the ARM7 core in real-time which would be difficult with e.g. Extended Kalman Filter. The main control application (described in the second part of this paper) runs on a PC computer. The robot controller radio-communicates with the PC through ISM 2.4GHz radio modules. Furthermore, the controller has a Bluetooth module which enables it to send measurement data for convinient visualisation in the Matlab/Simulink enviroment.

Słowa kluczowe

PL

robot humanoidalny; fuzja sensorów; zmysł równowagi

EN

humanoid robot; sensor fusion; sense of balance

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 12
• Strony: 1091--1094
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr., wzo

Twórcy

autor

Kosiński P.

autor

Świątek-Brzeziński P.

autor

Osypiuk R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Automatykji Przemysłowej i Robotyki, ul. 26 Kwietnia 10, 71-126 szczecin,

Bibliografia

• [1] Madgwick S. O. H.: An efficient orientation filter for inertial and inertial/magnetic sensor arrays. [online]. Available: http://www.xio.co.uk/res/doc/an_efficient_orientation_filter_for_inertial_and_inertialmagnetic_sensor_arrays.pdf
• [2] http://www.robotshop.com/PDF/RBT-1_Operation_Manual.pdf, instrukcja obsługi robota Futaba RBT-1, 2007.
• [3] http://www.atmel.com/Images/DDI0029G_7TDMI_R3_trm.pdf, ARM®. ARM7TDMI (rev 3) Technical Reference Manual, 2001.
• [4] Augustyn J.: Projektowanie systemów wbudowanych na przykładzie rodziny SAM7S z rdzeniem ARM7TDMI, Wydawnictwo IGSMiE PAN, 2007.
• [5] http://www.analog.com/static/importedfiles/data_sheets/ADIS16362.pdf, ADIS16362, Six Degrees of Freedom Inertial Sensor, 2009.
• [6] http://www.kontest.ru/datasheet/nvlsi/nrf2401ag.pdf, nRF2401AG, Single chip 2.4 GHz Transceiver, 2004.
• [7] http://www.mydarc.de/dl3hrt/AS519-dateien/btm222_datasheet.pdf, BTM222, Class1 BC04-ext Module, 2005.
• [8] Baerveld A. -J., Klang R.: A Low-cost and Low-weight Attitude Estimation System for an Autonomous Helicopter, Intelligent Engineering Systems, 1997. INES’97. Proceedings, pp. 391-395, 1997.
• [9] Christopher J. Fisher. Using an Accelerometer for Inclination Sensing, Analog Devices, Technical Note, 2010.
• [10] Welch G., Bishop G.: An Introduction to the Kalman Filter, Department of Computer Science University of North Carolina, TR 95-041, July 24, 2006.Kosinski P., Świątek Brzeziński P.: Integracja zaawansowanych sensorów z konstrukcją robota humanoidalnego. Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, praca dyplomowa, 2011.