ให้บอกว่าฉันปล่อยหุ่นยนต์ลงในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีรูปแบบและไม่อนุญาตให้ใช้เซ็นเซอร์สนามแม่เหล็กใด ๆ (magnetometer / เข็มทิศ)

มีวิธีใดในการพิจารณาว่าทิศเหนืออยู่ที่ใด

การติดตามดวงอาทิตย์ / ดาวเป็นตัวเลือก แต่ไม่น่าเชื่อถือเพียงพอเมื่อพิจารณาจากสภาพอากาศ คุณสามารถรับการหมุนของโลกโดยใช้ไจโร?

มีวิธีแก้ปัญหาที่ฉลาดกว่านี้อีกไหม?

การอยู่รอดที่รกร้างว่างเปล่าอาจเป็นสถานที่ที่ดีกว่าในการค้นหา "ค้นหาทิศเหนือโดยไม่มีเข็มทิศ" มากกว่าในหุ่นยนต์ แต่นี่คือการดัดแปลงทางอิเล็กทรอนิกส์ของเทคนิคเหล่านั้นที่อาจใช้กับหุ่นยนต์ได้จริง

หาทิศเหนือ

วิธีการของ GPS

แน่นอนตัวเลือกแรกของคุณคือการใช้ GPS - เส้นแบ่งระหว่างการแก้ไขแต่ละคู่จะให้ทิศทางการเดินทางของคุณ (แต่มันจะไม่ทำงานในขณะที่คุณหยุดนิ่ง) หากคุณต้องการบางสิ่งที่ใช้งานได้ในขณะที่คุณกำลังยืนอยู่ (และยานพาหนะของคุณมีขนาดใหญ่พอ) คุณสามารถใช้หน่วย GPS 2 ตัวที่อยู่ห่างกันในแชสซีไกลที่สุดเท่าที่จะทำได้และวัดมุมระหว่างพวกเขา

(คำถามเต็มได้ที่นี่: /programming/8123049/calculate-bearing-between-two-locations-lat-long )

นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดและดีที่สุด แต่เพื่อทำให้สิ่งที่น่าสนใจเป็นจริงนี่คือวิธีอื่น ๆ ที่เป็นไปได้

วิธีการติดเงา

ให้หุ่นยนต์ใช้กล้องเพื่อดูเงาเป็นเวลา 10 หรือ 15 นาทีและสังเกตการเคลื่อนไหวของเงา การทำให้หุ่นยนต์สามารถจดจำภาพเงาของตัวมันเองนั้นเป็นปัญหาในตัวมันเอง แต่นี่เป็นสิ่งที่น่าสนใจสำหรับการมองเห็นของคอมพิวเตอร์!

วิธีการดูแบบอะนาล็อก

หากคุณสามารถเล็งกล้องไปที่นาฬิกาแบบแอนะล็อกคุณสามารถใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าเข็มชั่วโมงทำการปฏิวัติสองครั้งใน 24 ชั่วโมง (ในขณะที่ดวงอาทิตย์ทำเพียงครั้งเดียว) หากคุณเพียงแค่สร้างนาฬิกาอะนาล็อกของคุณเองที่หมุนทุกๆ 24 ชั่วโมงคุณสามารถชี้เครื่องหมาย 0:00 ที่ดวงอาทิตย์และแขนจะชี้ไปทางทิศเหนือ มันจะไม่ทำงานในเวลากลางคืน

รักษาทิศเหนือ

เมื่อคุณพบทิศเหนือโดยใช้แสงอาทิตย์คุณจะต้องทำการประเมินให้ดีว่ามันอยู่ที่ไหนขณะเคลื่อนที่ - สภาพอากาศและเวลาของวันจะป้องกันไม่ให้คุณทำการวัดอย่างต่อเนื่อง มีสองสามวิธีในการทำสิ่งนี้:

จีพีเอส

ตัวเลือกที่ดีที่สุดอีกครั้ง จีพีเอสคู่หนึ่งจะดียิ่งขึ้น

INS

ระบบนำทางเฉื่อยสามารถให้การประมาณตำแหน่งที่เหมาะสมแก่คุณโดยการรวมการเร่งความเร็วเชิงมุม (วัด) เป็นสองเท่า คุณจะสะสมข้อผิดพลาดเมื่อเวลาผ่านไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่คุณสามารถลดข้อผิดพลาดเหล่านั้นได้ด้วยการซื้อหน่วย INS ที่มีราคาแพงกว่าอย่างจริงจัง สมมติว่าคุณรู้หัวข้อเริ่มต้น INS สามารถติดตามได้จากที่นั่น

Visual Slam

คุณสามารถใช้จุดสังเกตที่มองเห็นได้เพื่อให้เข้าใจว่าทางไหนอยู่เหนือ เนื่องจากคุณบอกว่ามันเป็นสภาพแวดล้อมที่ไม่มีรูปแบบนั่นอาจจะไม่ได้ผล ในทางกลับกันฉันไม่ทราบว่ามีสถานที่ใดในพื้นที่กลางแจ้งที่ยิ่งใหญ่บนโลกที่จะนับว่าเป็น "รูปลักษณ์" นี่เป็นแหล่งข้อมูลหนึ่งที่เป็นไปได้สำหรับสิ่งนั้น: http://www.cvlibs.net/publications/icra11.pdf

triangulation

คุณสามารถวางเครื่องหมายของคุณเองและใช้เทคนิคการสำรวจเพื่อรักษาตลับลูกปืนของคุณ

ไจโรจำนวนมากมีความไวพอที่จะตรวจจับการหมุนของโลกและได้รับการประเมินว่า "ทิศเหนือจริง" (ทิศเหนือของการหมุนเมื่อเทียบกับทิศเหนือของสนามแม่เหล็ก)

ฉันได้รับการบอกให้คนแรกที่ตรวจจับการหมุนของโลกโดยใช้เครื่องวัดการหมุนวนคือLéon Foucault ในปี 1852 ( a )

นั่นคือหลักการปฏิบัติงานของgyrocompassและgyro-theodoliteซึ่งถูกใช้เพื่อค้นหาทิศเหนือจริงบนเรือเดินสมุทรหลายลำและในอุโมงค์ใต้ดิน พวกเขาสามารถหาทิศเหนือได้โดยตรงจากจุดเริ่มต้นที่หนาวเย็น (ไม่เหมือนกับ " directional gyro " ในเครื่องบินขนาดเล็กส่วนใหญ่)