Инженерная задача решается не подбором, а через модель и расчёт с последующей проверкой. Для мобильного робота главная модель — связь поворота колеса с пройденным путём; главная трудность — накопление ошибок положения.
Что нужно знать
- Состав задачи: цель, исходные данные, ограничения, критерий успеха.
- Этапы: анализ → модель и идея → расчёт → сборка и программа → испытание → доработка.
- Методы: декомпозиция, моделирование, аналогия, пробы и ошибки. Типы задач: конструкторские, расчётные, исследовательские.
- Путь за оборот колеса $s = \pi d$; угол мотора для пути $L$: $\alpha = \dfrac{L}{\pi d} \cdot 360°$ (с учётом передачи — умножить на $u$).
- Разворот на месте: колёса крутятся в противоположные стороны; путь колеса при повороте на угол $\varphi$: $\pi b \cdot \dfrac{\varphi}{360°}$ ($b$ — колея).
- Одометрия — положение по энкодерам; ошибка накапливается из-за проскальзывания и неточных диаметров.
- Уточнение положения: линии и перекрёстки, стены, маяки, гироскоп.
- Навигация — куда ехать; локализация — где я; SLAM — карта и локализация одновременно.
- Калибровка на поле и плавный разгон повышают точность.
Где чаще всего ошибаются
- Считать путь за оборот через радиус вместо диаметра ($\pi d$, а не $\pi r$).
- Доверять одометрии на длинной дистанции без ориентиров.
- Двигаться «по времени» вместо энкодеров.
- Путать навигацию и локализацию.
Проверить себя
По этой же теме курса есть проверочная работа из 15 заданий на 25 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.
Робототехнические системы · 10–11 классы · Решение инженерных задач: перемещение и навигация