コンパスなしで見出しを決定する方法


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ロボットを機能のない環境に落とし、磁場ベースのセンサー(磁力計/コンパス)が許可されていないとしましょう。

北がどこにあるかを判断する方法は何ですか?

太陽/星の追跡はオプションですが、天候を考慮すると十分に信頼できません。ジャイロを使用して地球の自転を取り込めますか?

もっと賢い解決策はありますか?

回答:


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荒野のサバイバルは、ロボット工学よりも「コンパスなしで北を見つける」ことを探すのに適した場所かもしれませんが、実際にロボットで動作するかもしれないそれらの技術のいくつかの電子的適応があります。

北を見つける

GPS方式

もちろん、最初の選択肢はGPSを使用することです。修正の各ペアの間の線は、移動方向を示します(ただし、静止している間は機能しません)。静止しているときに(そして車両が十分に大きい)動作するものが必要な場合は、シャーシ上でできるだけ離れた2つのGPSユニットを使用し、それらの間の角度を測定することができます。

2点間のベアリング])

(ここに完全な質問:https : //stackoverflow.com/questions/8123049/calculate-bearing-between-two-locations-lat-long

これは断然最も簡単で最善の方法ですが、物事を本当に面白くするために、他の可能な、まだ実用的でないアプローチをいくつか紹介します。

シャドウスティック法

スティックを使用して影を落とし、北を決定する

ロボットにカメラを使用して、10分間または15分間影を見てもらい、影の動きに注意してください。ロボットが自分のシルエットを認識できるようにすることはそれ自体が問題ですが、これは確かにコンピュータービジョンで行う興味深いことです!

アナログ時計方式

アナログ時計を使用する

カメラをアナログ時計に向けることができれば、24時間で時針が2回転するという事実を活用できます(太陽は1回転します)。24時間に1回回転する独自のアナログ時計を作成する場合は、太陽を0:00マークに向けると、腕は北に向けられます。夜は機能しません。

北を保つ

太陽を使って北を見つけたら、移動中にどこにいるかを正確に見積もる必要があります。天気と時刻により、継続的に測定することができません。これを行うにはいくつかの方法があります。

GPS

繰り返しますが、最良の選択肢です。GPSesのペアはさらに良いでしょう。

INS

慣性航法システムは、(測定された)角加速度を二重に積分することにより、適切な角度位置の近似値を提供できます。時間が経つにつれて必然的にエラーが蓄積されますが、徐々に高価なINSユニットを購入することで、これらのエラーを軽減できます(真剣に、それらは数万ドルかかる可能性があります)。最初の見出しがわかっていれば、INSはそこから追跡できます。

ビジュアルスラム

視覚的なランドマークを使用して、北の方向を把握できます。あなたはそれが機能のない環境だと言ったので、それはおそらく機能しないでしょう。一方、私は地球上の大自然の中で「機能なし」と見なされる場所を知りません。そのための1つの可能なリソースを次に示します。http//www.cvlibs.net/publications/icra11.pdf

三角測量

独自のマーカーをドロップし、測量技術を使用して方位を維持することもできます。
三角測量のテクニックの例


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多くのジャイロは地球の自転を検出するのに十分な感度があるため、「真北」(磁北ではなく回転北)の推定値を取得します。

ジャイロスコープを使用して地球の回転を検出した最初の人は、1852年のレオンフーコーであると言われました。(a

それがジャイロコンパスジャイロセオドライトの動作原理です。これらは、多くの外航船や地下トンネルで真の北を見つけるために使用されます。彼らはコールドスタートから直接北を見つけることができます。(ほとんどの小さな飛行機の「指向性ジャイロ」とは異なります)。

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