Diciamo che faccio cadere un robot in un ambiente privo di caratteristiche e che non sono ammessi sensori basati su campo magnetico (magnetometro / bussola).
Quali sono i metodi per determinare dove si trova il nord?
Tracciare il sole / le stelle è un'opzione ma non abbastanza affidabile quando si considera il tempo. Riesci a captare la rotazione della terra usando i giroscopi?
Ci sono altre soluzioni intelligenti?
Risposte:
La sopravvivenza nel deserto potrebbe essere un posto migliore in cui cercare "trovare il nord senza bussola" rispetto alla robotica, ma qui ci sono alcuni adattamenti elettronici di quelle tecniche che potrebbero effettivamente funzionare su un robot.
Naturalmente, la tua prima scelta sarebbe quella di utilizzare un GPS: la linea tra ogni coppia di correzioni ti darà la tua direzione di viaggio (ma non funzionerà mentre sei fermo). Se vuoi qualcosa che funzioni mentre sei fermo (e il tuo veicolo è abbastanza grande), potresti semplicemente usare 2 unità GPS distanziate il più possibile distanti sul telaio e misurare l'angolo tra di loro.
![Sopportando tra 2 punti])](https://i.stack.imgur.com/rKr0w.jpg)
(Domanda completa qui: /programming/8123049/calculate-bearing-between-two-locations-lat-long )
Questo è di gran lunga il modo più semplice e migliore, ma per rendere le cose davvero interessanti, ecco alcuni altri approcci possibili, ma poco pratici.
Chiedi al robot di usare la videocamera per osservarne l'ombra per 10 o 15 minuti e notare il movimento dell'ombra. Rendere un robot in grado di riconoscere la propria sagoma è un problema in sé, ma questa è certamente una cosa interessante da fare con la visione artificiale!
Se puoi puntare una fotocamera verso un orologio analogico, puoi approfittare del fatto che la lancetta delle ore fa due giri in 24 ore (mentre il sole ne fa solo uno). Se crei solo un orologio analogico che ruota una volta ogni 24 ore, puoi semplicemente puntare il segno 0:00 verso il sole e il braccio punterà a nord. Non funzionerà di notte.
Una volta trovato a nord usando il sole, dovrai tenere una buona stima di dove si trova mentre ti muovi - il tempo e l'ora del giorno ti impedirebbero di misurarlo continuamente. Ci sono alcuni modi per farlo:
Ancora una volta, la migliore opzione possibile. Un paio di GPS sarebbe ancora meglio.
I sistemi di navigazione inerziale possono fornire un'approssimazione decente della posizione angolare integrando doppiamente l'accelerazione angolare (misurata). Inevitabilmente accumulerai errori nel tempo, ma puoi mitigarli acquistando unità INS progressivamente più costose (sul serio, possono costare in decine di migliaia di dollari). Supponendo di conoscere l'intestazione iniziale, INS può seguirlo da lì.
È possibile utilizzare i punti di riferimento visivi per avere un'idea della direzione verso nord. Dal momento che hai detto che era un ambiente privo di caratteristiche, probabilmente non funzionerà. D'altra parte, non conosco nessun luogo nei grandi spazi della terra che possa essere considerato "privo di caratteristiche". Ecco una possibile risorsa per questo: http://www.cvlibs.net/publications/icra11.pdf
Puoi anche lasciare cadere i tuoi marcatori e utilizzare tecniche di rilevamento per orientarti.
Molti giroscopi sono abbastanza sensibili da rilevare la rotazione della Terra e quindi ottenere una stima del "nord vero" (nord rotazionale, al contrario del nord magnetico).
Mi è stato detto che la prima persona a rilevare la rotazione della Terra usando un giroscopio fu Léon Foucault, nel 1852. ( a )
Questo è il principio operativo della girobussola e della girro-teodolite , che vengono utilizzate per trovare il vero nord su molte navi oceaniche e nei tunnel sotterranei. Possono trovare direttamente il Nord da un inizio a freddo. (A differenza del " giroscopio direzionale " nella maggior parte dei piccoli aerei).