Katakanlah saya menjatuhkan robot ke lingkungan yang tidak menarik dan sensor berbasis medan magnet apa pun (magnetometer / kompas) tidak diperbolehkan.

Metode apa yang ada untuk menentukan di mana utara?

Melacak matahari / bintang adalah pilihan tetapi tidak cukup andal saat cuaca dipertimbangkan. Bisakah Anda mengambil rotasi bumi menggunakan gyro?

Apakah ada solusi yang lebih pintar?

Wilderness survival mungkin tempat yang lebih baik untuk mencari "menemukan utara tanpa kompas" daripada di robotika, tetapi di sini ada beberapa adaptasi elektronik dari teknik-teknik yang mungkin benar-benar bekerja pada robot.

Menemukan Utara

Metode GPS

Tentu saja, pilihan pertama Anda adalah menggunakan GPS - garis antara setiap pasang perbaikan akan memberi Anda arah perjalanan (tetapi tidak akan berfungsi saat Anda berdiri diam). Jika Anda menginginkan sesuatu yang berfungsi saat Anda berdiri diam (dan kendaraan Anda cukup besar), Anda bisa menggunakan 2 unit GPS yang berjarak sejauh mungkin pada sasis dan mengukur sudut di antara keduanya.

(Pertanyaan lengkap di sini: /programming/8123049/calculate-bearing-between-two-locations-lat-long )

Sejauh ini, ini adalah cara termudah dan terbaik, tetapi untuk membuat semuanya benar-benar menarik, berikut adalah beberapa pendekatan lain yang mungkin belum praktis.

Metode shadow-stick

Mintalah robot menggunakan kameranya untuk menonton bayangannya selama 10 atau 15 menit, dan perhatikan pergerakan bayangannya. Membuat robot mampu mengenali siluetnya sendiri adalah masalah tersendiri, tetapi ini tentu hal yang menarik untuk dilakukan dengan visi komputer!

Metode Jam Analog

Jika Anda dapat mengarahkan kamera ke jam tangan analog, Anda dapat memanfaatkan fakta bahwa jarum jam menghasilkan dua putaran dalam 24 jam (sementara matahari hanya menghasilkan satu). Jika Anda hanya membuat jam analog Anda sendiri yang berputar sekali setiap 24 jam, Anda bisa mengarahkan tanda 0:00 di matahari dan lengan akan menunjuk ke utara. Itu tidak akan bekerja di malam hari.

Menjaga Utara

Setelah Anda menemukan utara menggunakan matahari, Anda harus menjaga perkiraan yang baik di mana itu saat bergerak - cuaca dan waktu dalam sehari akan mencegah Anda mengukurnya terus menerus. Ada beberapa cara untuk melakukan ini:

GPS

Sekali lagi, opsi terbaik. Sepasang GPS akan lebih baik.

INS

Sistem Navigasi Inersia dapat memberi Anda perkiraan posisi sudut yang tepat dengan mengintegrasikan dua kali lipat percepatan sudut (diukur). Anda pasti akan menumpuk kesalahan dari waktu ke waktu, tetapi Anda dapat mengurangi kesalahan itu dengan membeli unit INS yang semakin mahal (serius, harganya bisa mencapai puluhan ribu dolar). Dengan asumsi Anda tahu judul awal, INS dapat melacaknya dari sana.

SLAM Visual

Anda bisa menggunakan landmark visual untuk menjaga arah mana yang berada di utara. Karena Anda mengatakan itu adalah lingkungan tanpa fitur, itu mungkin tidak akan berhasil. Di sisi lain, saya tidak tahu ada tempat di luar yang bagus di bumi yang akan dianggap sebagai "tanpa fitur". Berikut adalah salah satu sumber yang mungkin untuk itu: http://www.cvlibs.net/publications/icra11.pdf

Triangulasi

Anda juga bisa menjatuhkan spidol Anda sendiri, dan menggunakan teknik survei untuk menjaga posisi Anda.

Banyak gyro cukup sensitif untuk mendeteksi rotasi bumi, dan karenanya mendapatkan perkiraan "Utara yang sebenarnya" (rotasi Utara, berlawanan dengan magnet Utara).

Saya telah diberitahu bahwa orang pertama yang mendeteksi rotasi bumi menggunakan giroskop adalah Léon Foucault, pada tahun 1852. ( a )

Itulah prinsip pengoperasian gyrocompass dan gyro-theodolite , yang digunakan untuk menemukan utara yang sebenarnya di banyak kapal lautan dan di terowongan bawah tanah. Mereka dapat langsung menemukan Utara dari awal yang dingin. (Berbeda dengan " lang gyro " di kebanyakan pesawat kecil).