角度传感器的结构及使用工作原理介绍

角度传感器的结构及使用工作原理介绍

文章来源：文章作者：2007-08-27 字体:[大中小]

角度传感器的结构及使用工作原理介绍：

假设机器人有两个角度传感器，通过传动链将每一个角感连接到主动轮上。轮子的直径为D，R为角感的分辨率，G为编码器与轮子的传动比，你

能得到一个转换系数F，它将角度传感器的每一个单位转换成响应的运动距离：

F = (D x π) / (

G x R)本文来GIS公园

这个比的分子是D x π，表示轮子的圆周长，它刚好等于轮子转动一周运动的距离。这个比的分母是G x R，定义编码器计数的增量刚好等于轮子的一转。F就表示每跳动一下移动的单位距离。

机器人使用最大的轮子，它的直径是81.6mm。角度传感器每一转有16的分辨率，她与轮子的传动比是1;5（轮子转动一圈，角度传感器转动5圈）。结果是：

F = 81.6 mm x 3.1416 / (5 x 16 ticks) 3.2 mm/tick

就是说每次传感器计数一次，轮子就会运动3.2mm。在任何给定的时间间隔，左轮运动的距离TL等于角度传感器计数的增量IL乘以系数F GIS公园

TL = IL x F

同样，对右轮：

TR = IR x F

机器人的中心点，就是在连接两轮的的中线上的一点，它移动的距离是TC

TC = (TR + TL) / 2

为了计算方向ΔO的变化你需知道机器人的另一个参数，轮子间的距离B，或更精确一点，轮子与地接触的那两点间的距离。

ΔO = (TR – TL) / B

这个公式返回的值ΔO是弧度，使用下面的关系式将弧度转变为角度。

ΔODegrees = ΔORadians x 180 /π

你现在可以计算机器人的相对方位，在I时刻的新方位ΔO是建立在I-1时刻的方位变化ΔO

O是机器人所指的方位，为ΔO选择同样的单位的结果是：

Oi = Oi-1 + ΔO

同样的，新的中心点卡迪尔坐标是根据前一中心点移动距离的增量：

xi = xi-1 + TC x cos Oi

yi = yi-1 + TC x sin Oi

这两个三角函数把移动距离的矢量表示转换成卡迪尔坐标。

不幸的是，在进行定位时你无法除去三角式中角度O，还好，有些特殊的情况，你可以避免三角函数，比如，当机器人在某个位置精确的转动90度，并按照你所期望的笔直往前走。在这种情况下，x或y有一个是常量，其它运动距离的增量TC也同样。使用双差速齿你只需要一个角度传感器，安装在左或右轮上。这个机械结构保证了当一个马达打开时机器人直线驱动，当另一个马达打开时机器

人就转弯，在第一种情况下，角度传感器，角度传感器将会测量小车运动的直线距离T

而在第二中情况下，你必须要根据角度传感器的增量让它以90度的倍数C，

旋转。同步驱动轮子的转动只能限制在90度范围内，关于这个方向改变角度的物理约束，你确信使用右角度来处理。将角度传感器连接到马达上。