การวัดระยะทาง

โอโดเมตรีคือการใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวเพื่อประมาณการการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งเมื่อเวลาผ่านไป วิธีการนี้ถูกนำมาใช้ในงานหุ่นยนต์โดยหุ่นยนต์ แบบมีขาหรือล้อบางชนิด ใช้เพื่อประมาณตำแหน่งของหุ่นยนต์เทียบกับตำแหน่งเริ่มต้น อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีความไวต่อข้อผิดพลาดเนื่องจากการรวมค่าการวัดความเร็วเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อให้ได้ค่าประมาณตำแหน่ง ในกรณีส่วนใหญ่ การเก็บรวบรวมข้อมูลที่รวดเร็วและแม่นยำการสอบเทียบ เครื่องมือ และการประมวลผลมีความจำเป็นเพื่อให้โอโดเมตรีสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คำว่าโอโดเมตรี (odometry)มาจากคำภาษากรีกสองคำ คือโอโดส (odos) (หมายถึง "เส้นทาง") และเมโทรน (metron ) (หมายถึง "การวัด")

สมมติว่าหุ่นยนต์ตัวหนึ่งมีตัวเข้ารหัสแบบหมุน (rotary encoder)อยู่ที่ล้อหรือข้อต่อขา มันเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ระยะหนึ่งแล้วต้องการทราบว่ามันเดินทางไปไกลแค่ไหน มันสามารถวัดระยะการหมุนของล้อได้ และถ้ามันทราบเส้นรอบวงของล้อ ก็สามารถคำนวณระยะทางได้

การเดินรถไฟก็เป็นอีกช่องทางหนึ่งที่ใช้ระบบวัดระยะทาง (odometry) บ่อยครั้ง โดยทั่วไปแล้ว รถไฟจะได้รับตำแหน่งสัมบูรณ์โดยการวิ่งผ่านเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งอยู่กับที่บนราง ในขณะที่ระบบวัดระยะทางจะใช้ในการคำนวณตำแหน่งสัมพัทธ์ขณะที่รถไฟอยู่ระหว่างเซ็นเซอร์เหล่านั้น

สมมติว่าหุ่นยนต์อย่างง่ายตัวหนึ่งมีล้อสองล้อ ซึ่งทั้งสองล้อสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหรือถอยหลังได้ โดยวางขนานกันและอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของหุ่นยนต์เท่ากัน นอกจากนี้ มอเตอร์แต่ละตัวยังมีตัวเข้ารหัสแบบหมุน (rotary encoder) ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดได้ว่าล้อใดเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหรือถอยหลังไปหนึ่ง "หน่วย" บนพื้น หน่วยนี้กำหนดโดยอัตราส่วนของเส้นรอบวงของล้อต่อความละเอียดของตัวเข้ารหัส

ถ้าล้อซ้ายเคลื่อนที่ไปข้างหน้าหนึ่งหน่วยในขณะที่ล้อขวาอยู่กับที่ ล้อขวาจะทำหน้าที่เป็นจุดหมุน และล้อซ้ายจะเคลื่อนที่ตามส่วนโค้งวงกลมในทิศทางตามเข็มนาฬิกา เนื่องจากหน่วยวัดระยะทางมักมีขนาดเล็กมาก เราจึงสามารถประมาณได้โดยสมมติว่าส่วนโค้งนี้เป็นเส้นตรง ดังนั้น ตำแหน่งเริ่มต้นของล้อซ้าย ตำแหน่งสุดท้ายของล้อซ้าย และตำแหน่งของล้อขวา จะก่อให้เกิดรูปสามเหลี่ยม ซึ่งเราสามารถเรียกว่าAได้

นอกจากนี้ ตำแหน่งเดิมของจุดศูนย์กลาง ตำแหน่งสุดท้ายของจุดศูนย์กลาง และตำแหน่งของล้อขวา จะก่อให้เกิดรูปสามเหลี่ยมที่เรียกว่ารูปสามเหลี่ยมBเนื่องจากจุดศูนย์กลางของหุ่นยนต์อยู่ห่างจากล้อทั้งสองข้างเท่ากัน และเนื่องจากจุดศูนย์กลางทั้งสองมีมุมร่วมกันที่เกิดขึ้นที่ล้อขวา รูปสามเหลี่ยมAและBจึงเป็นรูปสามเหลี่ยมคล้ายกันในสถานการณ์นี้ ขนาดของการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของจุดศูนย์กลางของหุ่นยนต์คือครึ่งหนึ่งของหน่วย มุมของการเปลี่ยนแปลงนี้สามารถหาได้โดยใช้กฎ ของไซน์

• การคำนวณโดยประมาณ
• การวัดระยะทางด้วยภาพ

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับการวัดระยะทาง (Odometry )

• "การใช้เทคนิค PID สำหรับการวัดระยะทางและการคำนวณตำแหน่งโดยประมาณเชิงแข่งขัน" Seattle Robotics . สืบค้นเมื่อ2016-04-17