距离和角度机器人控制答案

【问题标题】：Distance and Angle robot control距离和角度机器人控制
【发布时间】：2012-08-03 10:53:12
【问题描述】：

如果不是正确的 Stack Exchange 网站，我很抱歉，我应该问这个问题，但在我看来，这与软件编程密切相关，而不是电气工程！如果应该在其他地方，请告诉我。

假设我们想要控制一个 2 电动轮机器人从 A 点到 B 点。假设我想通过提供距离和角度来控制我的机器人。

我可以先控制我的角度，然后控制距离，所以机器人首先围绕它的中心转动（通过给一个轮子提供正指令，给另一个轮子提供负指令），然后移动到 B 点达到（通过向车轮提供两个正指令）。

但是，如果我希望机器人一次完成，我希望同时控制两个不同的控制值。这样，机器人在到达目的地之前确实有一个很好的曲线。这样做，我向轮子提供两个正命令，我在一侧添加一个正命令，在另一侧添加一个负命令。

使用最后一个解决方案，我很难理解如何达到正确的方向。

例如，如果我想向后走 1 米。我将我的订单设置为 B 点：(1m,180°)。用第一种方案，没问题，先做角度，做完了再做1m。使用第二种解决方案，我在转弯时移动，因此，曲线比有序的 1m 大得多，它在 1m 后停止，而不是在 B 点。

我应该如何解决这个问题？您有什么建议，或者我可能不太了解这种技术？我尝试用一个小 XNA 游戏模拟一个控制系统，以尝试没有任何机器人的解决方案，所以请随时提供您认为有趣的任何建议！

Al_th

【问题讨论】：

标签： algorithm robotics

【解决方案1】：

我自己并不完全有资格回答这个问题，但 Udacity 上有一些关于此的很棒的材料：http://www.udacity.com/view#Course/cs373/CourseRev/apr2012/Unit/510040/Nugget/515042。 Sebastian Thrun（负责 Google 的自动驾驶汽车项目）会比我更好地解释这一点。

编辑：视频中的示例假定自行车模型（仅两个轮子），因此它并不直接适用于您的情况。但是，您可能会得到一些可以利用的有价值的信息。

【讨论】：

感谢您的回答！抱歉耽搁了，但我无法访问互联网 :)

【解决方案2】：

您可能想研究反馈线性化。我相信你使用的机器人类型会略有不同，所以你应该寻找关于非完整机器人的东西。

【讨论】：

【解决方案3】：

什么样的机器人有这个作为它的控制方案？通常，当您控制 2 轮差速驱动机器人时，您会直接给它 2 个电机命令。您将使用轴距和车轮半径来确定机器人的旋转中心。不一定在机器人的中间。

您提到的 2 轮差速驱动机器人通常有 2 种控制方案。给定您当前的位置和角度，以及目标位置和角度，您可以：

转弯，直行，转弯。这是您描述的简单情况。
在两点之间规划一条平滑的路径。一般来说，这是一条平滑样条曲线。但我认为它也可以是分段的圆形段和线。

注意我说的是“计划”。或者换句话说“搜索”。有无数种方法可以在 2 点之间获得。所以机器人需要在给定一些指标（如转弯半径、最短路径、不向后行驶等）的情况下选择“最好的”。

如果你不关心最终的角度，事情会简单一些，就像我认为你不关心的那样。但总的来说，非完整路径规划是一种痛苦。因此，除非这是您的研究领域（http://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0,22&as_vis=1&q=nonholonomic+path+planning），我认为大多数人只使用案例 1。

我认为即使在情况 2 中，直接向后行驶也是落后您 1 米的最佳解决方案。除非您的指标之一是不向后行驶。那么它可能会驱动某种螺旋。我不知道如何在您的控制方案中表示这一点。车轮上的电机大约是左轮 20 个，右轮 10 个。然后左轮会慢慢减速，接近右轮的速度。

【讨论】：