Zdalnie sterowany robot wyznaczający swoją prędkość

Płytka ESP8266 w panelu sterowania przesyła komendy ruchu poprzez sieć WLAN ESP-NOW do płytki ESP8266 na robocie, która steruje ruchem robota przesyłając sygnał PWM o zadanym wypełnieniu i częstotliwości odpowiednim kanałem. Użytkownik porusza robotem za pomocą przycisków  Pull-up-button. 

Obecna na pokładzie płytka ESP-32, z racji znacznie większej pamięci RAM i użytecznych pinów GPIO zlicza impulsy z enkoderów.

Za pomocą odczytów impulsów z enkoderów kwadraturowych (dwufazowych) zintegrowanych z silnikami, jesteśmy w stanie bardzo łatwo obliczać prędkość robota - jest ona równa połowie różnicy obecnego odczytu enkodera i odczytu z poprzedniej iteracji, odczytane w ten sposób dane są przekształcone na obroty na sekundę, a następnie metry na sekundę, przy znajomości promienia koła napędowego oraz założeniu braku istnienia poślizgu między nim, a podłożem. Wysyłamy je następnie w strukturze danych przez ESP-NOW bezpośrednio na płytkę pilota, która wyświetla ich wartości na ekranie laptopa.

Alternatywna wersja projektu - z wyznaczaniem pozycji przy pomocy czujnika IMU:

UWAGA: wersja wymaga dopracowania, gdyż biblioteka zajmuje bardzo dużą część pamięci płytki ESP32 - tworzone klasy obiektów na potrzeby komunikacji WiFi przez ESP-NOW nie mają w niej już wolnego miejsca - komunikacja nie działa.

Przed startem, robot potrzebuje 30 sekund na kalibrację odczytów z akcelerometru i żyroskopu z czujnika IMU - by maksymalnie "wyzerować" ich wartości w punkcie startu.

Program dwukrotnie całkuje przyspieszenia, jednokrotnie całkuje prędkość kątową wokół osi OZ, odczytaną z żyroskopu oraz liczy pierwszą pochodną kąta obliczonego z enkodera - w ten sposób uzyskuje prędkość kątową koła robota, zakładając brak poślizgu znamy, tym samym, moduł wektora prędkości liniowej geometrycznego środka robota.

Pozycję odczytujemy za pomocą wymnażania pozycji robota w związanym z nim układzie odniesienia przez macierz obrotu R(fi) wokół osi OZ w funkcji odczytanego kąta fi, do tego dodajemy, wyznaczony we wcześniejszej iteracji, wektor położenia w globalnym układzie współrzędnych, związanym z miejscem startu robota.