Trung tâm quay tức thời cho Robot điều khiển vi sai

Tôi muốn tìm trung tâm quay tức thời của một robot điều khiển vi sai.

Giả sử tôi biết rằng robot sẽ di chuyển với vận tốc góc và tuyến tính cụ thể tôi có thể sử dụng các phương trình (được đưa ra tại Đường dẫn sau một cung tròn đến một điểm tại một phạm vi và phương hướng cụ thể ) xuất hiện: $(v,w)$

x_{c} = = x_{0} - | \frac{v}{w} | \cdot S Tôi n (θ_{0})

$x_c = x_0 - |\frac{v}{w}| \cdot sin(\theta_0)$

y_{c} = = y_{0} - | \frac{v}{w} | \cdot c o S (θ_{0})

$y_c = y_0 - |\frac{v}{w}| \cdot cos(\theta_0)$

Tôi đang sử dụng trình giả lập webots và tôi đã đổ các điểm gps cho robot di chuyển theo vòng tròn (không đổi v, w (1,1)) và thay vì một và tôi nhận được điểm trung tâm cho mọi điểm. Nếu tôi vẽ nó ra trong MATLAB, nó trông không đẹp: $x_c$ $y_c$

Các điểm màu đỏ trong hình ảnh là các trung tâm cảm nhận, chúng dường như chỉ theo dõi đường cong.

Có một số chi tiết tôi đang thiếu? Tôi thực sự bối rối về những gì đang xảy ra.

Tôi đang cố gắng tìm ra trung tâm để tôi có thể kiểm tra xem có chướng ngại vật nào trên vòng tròn này hay không và liệu có xảy ra va chạm hay không.

mobile-robot motion

— canatan
nguồn

Câu trả lời:

Thật khó để biết chính xác những gì đang diễn ra, đặc biệt là không nhìn thấy mã hoặc biết thêm về mô hình cảm biến. Điều đó nói rằng, quỹ đạo của bạn chủ yếu là thẳng và $w$ do đó gần như bằng không. Điều này có nghĩa rằng:

trung tâm xoay vòng của bạn ở rất xa trong hầu hết các thử nghiệm của bạn - có thể vượt ra ngoài giới hạn của biểu đồ của bạn;
bạn có thể có các vấn đề ổn định số do chia cho một số rất nhỏ.

— vâng lời
nguồn

Tôi đã điều chỉnh kích thước của robot giả định rằng vị trí / tọa độ của robot hướng vào trung tâm và vì robot điều khiển vi sai nên bán kính phải bằng một nửa khoảng cách bánh xe ... Vì vậy, bây giờ tôi có được thứ gì đó giống như docs.google này . com / file / d / 0BzLnU1-OKHh7eDZKd3hlUGRwekE / mật Các điểm xuất hiện đủ gần nhưng các trung tâm chỉ dừng lại ở đó. Tôi đã không vẽ các trung tâm như các điểm cá nhân mặc dù. Bạn có nghĩ rằng vì w quá nhỏ? Nếu w là 1 thì nó không quá nhỏ phải không? Vậy tôi có nên tập trung vào mô hình cảm biến tọa độ?

— canatan

Có vẻ như có một số tiếng ồn trong bài đọc cảm biến. Hãy chắc chắn rằng trình giả lập của bạn đang báo cáo sự thật, hoặc bạn có khả năng chịu tiếng ồn.

Xem tại đây: http://www.cyberbotics.com/dvd/common/doc/webots/guide/section9.2.html

Đặc biệt

Trong mã giám sát:

Để có được vị trí 3D của bất kỳ nút Biến đổi (hoặc dẫn xuất) nào trong mã Giám sát: bạn có thể sử dụng hàm wb_supervisor_node_get_poseition (). Vui lòng kiểm tra mô tả chức năng này trong Hướng dẫn tham khảo.

Để có được vị trí 3D của bất kỳ nút Biến đổi (hoặc dẫn xuất) nào được đặt ở gốc của Cây cảnh (các nút hiển thị khi Cây cảnh bị thu gọn hoàn toàn), bạn có thể sử dụng hàm wb_supervisor_field_get_sf_vec3f (). Đây là một ví dụ.

Một ví dụ mô phỏng cho thấy cả kỹ thuật GPS và Trình giám sát được bao gồm trong cài đặt Webots, bạn chỉ cần mở thế giới này: $ WEBOTS_HOME / dự án / mẫu / thiết bị / thế giới / gps.wbt.

Trong thực tế, nhiễu trong ước tính trạng thái là vấn đề (bit IF), thì cách để bù cho các lỗi đó là sử dụng ước tính mô hình trạng thái và lỗi của bạn. Thật không may, nó vượt quá phạm vi của câu hỏi. Nếu bạn muốn tránh chướng ngại vật VÀ bạn chắc chắn rằng lỗi cảm biến là vấn đề, tôi khuyên bạn:

Kiểm tra các chướng ngại vật trong một dải rộng (một vòng tròn béo) có thể đại diện cho quỹ đạo của bạn với một chút lỗi
Chạy bộ lọc để có ước tính vị trí robot, sau đó tìm các va chạm "có thể"
Chỉ tìm kiếm những trở ngại trên một cửa sổ nhỏ trong tương lai. Trong ngắn hạn, ước tính trạng thái của bạn sẽ ổn.

Tuy nhiên, đây là những sửa chữa nặng tay cho những gì có thể là một vấn đề nhỏ.

— Josh Vander Hook
nguồn

Cảm ơn @Josh. Phần webots không phải là thứ tôi phải thực sự chạm vào nhưng tôi chắc chắn sẽ xem xét nó. Có một giao diện ROS tôi đang sử dụng cho robot này và trình giả lập webots. Ngay cả khi có một số nhiễu cảm biến, ước tính của tôi sẽ gần nhau phải không? Trong một số trường hợp, tôi theo dõi một vòng tròn hoàn chỉnh với nói v và w là 1 và 1 nhưng trung tâm đã tắt. Có phải đó chỉ là nhiễu cảm biến hoặc có gì đó không đúng với toán học tôi đang sử dụng? Liệu trung tâm quay tức thời có thay đổi liên tục ngay cả khi vận tốc không thay đổi? Nếu nó chỉ là tiếng ồn thì có cách nào tôi có thể giải thích cho nó?

— canatan

Không ICR không thay đổi nếu V, W và vị trí robot tại thời điểm i + 1 = chính xác vị trí tại thời điểm i + cập nhật chính xác từ V, W. Nếu bạn đẩy vị trí mới một chút, ICR sẽ thay đổi . Một lỗi góc nhỏ có thể dẫn đến thay đổi lớn về ICR cho các vòng tròn lớn.

— Josh Vander Hook

Cảm ơn bạn @Josh. Có cách nào để tôi có thể bù đắp cho những lỗi đó không? Tôi đang cố gắng thực hiện phát hiện va chạm như trong cách tiếp cận cửa sổ động và sử dụng khoảng cách giữa chướng ngại vật và ICC để tìm hiểu xem một điểm có nằm trên vòng tròn đó hay không.

— canatan

Tôi đã chỉnh sửa câu hỏi một chút.

— Josh Vander Hook

Cảm ơn Josh. Tôi đã cố gắng sử dụng ICC để xác định xem chướng ngại vật có nằm trên đường cong đó hay không bằng cách tính khoảng cách giữa ICC và chướng ngại vật và so sánh nó với bán kính (v / w). Điều đó có vẻ như là một lựa chọn hợp lệ trong trường hợp như vậy?

— canatan