Övriga begrepp från tentor

Question 1

Kinematic

Answer 1

handlar om att beskriva hur robotens rörelse påverkas av dess indata, till exempel motorstyrningar eller ledvinklar. Det finns två huvudtyper: forward kinematics och inverse kinematics.

Question 2

Forward kinematics

Answer 2

betyder att man har indata – till exempel hur mycket varje led är böjd eller hur snabbt ett hjul snurrar – och utifrån det beräknar man var roboten eller dess arm hamnar, alltså dess position och orientering. Den används ofta för att simulera eller förutsäga hur roboten rör sig givet vissa kommandon

Question 3

Inverse kinematics

Answer 3

är det motsatta: man börjar med en önskad position, till exempel att robotens hand ska nå en viss punkt, och försöker räkna ut vilka indata som behövs för att komma dit – alltså vilka ledvinklar eller motorstyrningar som krävs. Det här är ofta svårare eftersom det kan finnas flera lösningar (eller ibland ingen lösning alls), och därför används det till exempel i rörelseplanering eller när man vill styra roboten mot ett visst mål.

Question 4

Multilateration

Answer 4

GPS använder multilateration för att räkna ut position genom att mäta avstånd till flera satelliter. Varje avstånd ger en ekvation.
Eftersom vi har fyra okända variabler –
➤ Mottagarens position (x, y, z)
➤ Mottagarens klockfel (Δt) –
behöver vi minst fyra satelliter för att få ett lösbart ekvationssystem.
Det är inte så att den fjärde satelliten används bara för tiden – alla satelliter bidrar med både positions- och tidsinformation.
Avstånden som mäts kallas pseudo-ranges, eftersom de innehåller fel från mottagarens osynkade klocka.

Question 5

Varför är klockoffset en okänd?

Answer 5

Det är en vanlig missuppfattning att mottagarens klockfel inte är en okänd, eftersom vi “har både sänd- och mottagartid”. Men i verkligheten är bara sändningstiden exakt, eftersom satelliten har ett atomur. Mottagaren har inte det – dess tid är förskjuten med ett okänt fel (Δt). Därför vet vi inte den exakta tidpunkten då signalen togs emot, bara en förskjuten version. Denna tidsskillnad påverkar alla avståndsberäkningar, eftersom avståndet beräknas som (TOA − TOT) × c. Det innebär att klockfelet Δt är en okänd variabel, precis som positionen (x, y, z), och måste lösas tillsammans med de andra. Därför krävs minst fyra satelliter.