Extrem kompaktes SoC-Konzept eines Gleichgewichtsorganes für einen Laufroboter

Zusammenfassung

Zur geeigneten Bahnplanung und Regelung eines zweibeinigen Roboters benötigt man einen Sensor, der — ähnlich dem Gleichgewichtsorgan des Menschen — die Lage und Orientierung im Raum messen kann. Dazu erfolgte der Aufbau einer Messapparatur, die im Wesentlichen aus drei Beschleunigungs-, drei Drehraten- und drei Magnetfeldsensoren besteht. Das Problem der Sensorausrichtung für eine räumliche Messung lies sich auf einfache Weise durch einen geschickten Aufbau in Würfelform lösen. Dieser Artikel beschreibt den mechanischen und elektronischen Aufbau des Gleichgewichtsorgans, die zum Einsatz kommenden Sensoren sowie deren Kalibrierung. Die Bestimmung der gewünschten Lageinformation erfolgt durch Beobachter, die eine Kompensation von Sensordrift und Einbauungenauigkeiten ermöglichen. Die abschließenden Bemerkungen des Artikels widmen sich der leistungsfähigen Einheit aus dem Mikrocontroller MPC555 und dem Echtzeitbetriebssystem RTOS-UH in seiner Spezialversion SoC (System on the Chip). Erst diese Einheit erlaubte die kompakte Bauweise des Gleichgewichtsorgans.