Linienfolger-Roboter mit Hindernisumfahrung

Kontext

Ein Roboter mit Differentialantrieb, der einer geklebten Linie mit einer Reihe von Infrarot-Reflexionssensoren folgt — und wenn ein Hindernis auf der Strecke auftaucht, fährt er darum herum und findet die Linie auf der anderen Seite wieder.

Meine Rolle

Alleiniger Entwickler: Chassis-Konstruktion, Elektronik und Firmware.

Randbedingungen & Kompromisse

Das Budget begrenzte die Sensorzahl auf fünf, was einschränkt, wie enge Kurven der Regler bei Geschwindigkeit verfolgen kann. Statt PID wurde ein einfacher PD-Regler gewählt, weil der Integralanteil auf langen Geraden Windup-Probleme verursachte, ohne das Kurvenverhalten zu verbessern.

Vorgehen

Ein 3D-gedrucktes Chassis, ein Arduino Nano mit einem PD-Linienfolge-Regelkreis in C++ und ein Ultraschallsensor, der einen Zustandsautomaten mit einem festen Ausweichmanöver auslöst.

Ergebnis

Absolviert zuverlässig eine 12-m-Teststrecke mit zwei Hindernissen. Platzhalter-Kennzahlen — werden durch echte ersetzt.