Module odométrie

Principe Général

Le module a pour objectif de fournir une information de position.

La localisation se fait dans un repère orthogonal 2D (X,Y) se résume à 3 valeurs:

• position en X
• position en Y
• orientation Ө

Le positionnement est dit "relatif" et dépend de la position de départ (généralement l'origine du repère X=0, Y=0, Ө=0). Il est donc inévitable d'avoir une dérive liée à l'accumulation d'erreurs successives. La correction et la compensation de ces erreurs fera l'objet d'un chapitre à part entière.

Les capteurs

Différents types de capteurs permettent d'obtenir des informations de position, de déplacement, d'accélération ou de vitesse. Leur mesures sont plus ou moins fiables (bruit, dérive...) et complexe à exploiter (lecture directe, intégration simple ou double...). Se pose également la question du rapport qualité/prix.

Le premier chapitre présente les capteurs recalés et les raisons de ce choix. La module utilise 2 types de capteurs afin d'améliorer les résultats: les 2 chapitres suivants présentent les capteurs retenus. Enfin le dernier chapitre présente l'utilisation qui est fait de ces capteurs.

Les éliminés

Accéléromètre et Gyroscope

Ces composants MEMS sont fortement bruités et souffrent d'une dérive importante. De plus un changement d'inclinaison minime ainsi que les vibrations faussent fortement les mesures. L'utilisation de plusieurs composants permet de s'affranchir de certaines problématiques mais complique fortement la réalisation.

Des centrales inertielles (IMU) reposent sur le couple accéléro+gyro mais de meilleure qualité et en plus grand nombre. Elles restent hors de prix (1200€ pour les moins chères, plus de 3000€ généralement) et plutôt volumineuses.

Télémètre et Balise

Ils permettent un positionnement absolu mais imposent des pré-requis importants. Télémètres: Connaitre parfaitement l'environnement et que celui-ci n'évolue pas (pas d'obstacle mobile). Mesure d'orientation complexe. Balises et "LandMark": Installation préalable de balises actives ou passives. C'est un projet complexe à part entière.

Boussole

Les boussoles numériques fournissent une orientation absolue grâce au champ magnétique terrestre. Elles souffrent d'imprécision lorsque l'environnement magnétique est très perturbé. La présence de moteurs changeant de régime ainsi que la structure métallique du robot ou du terrain parasitent les mesures.

Premiers capteurs: Les encodeurs

Ils fournissent une information de déplacement selon 1 axe sous forme de 2 signaux en quadrature (pour connaitre le sens) et éventuellement d'un index. Le nombre d'impulsions par tour dépend du modèle d'encodeur mais pour obtenir une information précise un minimum de 500i/t est indispensable. Le cout moyen se situe de 30 à 150€ pièce.

Seconds capteurs: Les capteurs de souris optique

Ils fournissent une information de déplacement selon 2 axes perpendiculaires. Les valeurs sont accessibles dans 2 registres via une connexion série (très proche de l'i2c). Leur vitesse maximale dépend du modèle; elle est généralement supérieure à 40cm/s. Les capteurs doivent être situés à hauteur fixe et constante du sol (quelques mm si lentille d'origine). Les résultats sont variant en fonction de la surface.

Liens

Quelques liens:

• Pensée Profonde Robotique