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纯追求控制器

纯粹的追求是一个路径跟踪算法。计算移动机器人的角速度命令从当前位置到一些先行的点在机器人的前面。假设线速度恒定,因此你可以改变机器人的线速度在任何时候。该算法然后移动路径上的预见性点基于机器人的当前位置到最后的路径。你可以把这个机器人不断地追逐一个点在它前面。房地产LookAheadDistance决定先行的点放置多远。

的controllerPurePursuit对象并不是一个传统的控制器,但是作为一个跟踪算法路径跟踪的目的。控制器是唯一指定路径点的列表。可以指定所需的线性和最大角速度。这些属性是基于车辆规范决定的。鉴于姿势(位置和姿态)的车辆作为输入,该对象可以用来计算机器人的线速度和角速度的命令。机器人是如何使用这些命令是依赖于您所使用的系统,所以考虑运动机器人可以执行这些命令。最后的重要属性LookAheadDistance,它讲述了机器人在路径跟踪向多远。这个属性更详细地解释在下面一节。

参考坐标系

重要的是要理解使用的参考坐标系纯粹追求算法的输入和输出。下图展示了参考坐标系。输入路径点(x, y)坐标,用于计算机器人速度命令。机器人的体式是输入和方向(θ)点的列表(x yθ)。积极的x和y方向是正确的,方向分别在图(蓝色)。的θ值是机器人的角定向测量逆时针的弧度x目前设在(机器人0弧度)。

展望未来的距离

的LookAheadDistance财产的主要调整财产控制器。向前看的距离是多远的路径机器人应该从当前位置计算角速度的命令。下图展示了机器人和有预见性的点。显示在这个形象,注意实际的路径不匹配路径点之间的直线。

改变该参数的影响可以改变你的机器人跟踪路径和有两个主要目标:恢复和维护路径的路径。为了迅速恢复路径点之间的路径,一个小LookAheadDistance将导致你的机器人迅速向路径。然而,如下图中可以看到,机器人过激的路径和振荡所需的路径。为了减少振荡沿路径,一个更大的可以选择向前看距离,然而,这可能导致更大的曲率在角落附近。

的LookAheadDistance房地产应该为应用程序调优和机器人系统。不同的线速度和角速度会影响这种反应也应该考虑的路径跟踪控制器。

限制

有一些限制需要注意这纯粹追求算法:

  • 如上所示,控制器不能完全遵循路径点之间的直接路径。必须调整参数来优化性能和收敛的路径。

  • 这种纯粹的追求算法不稳定机器人在一个点。在您的应用程序中,一个目标位置应该距离阈值应用到附近阻止机器人所需的目标。

引用

[1]库尔特,R。纯追求路径跟踪算法的实现。宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学,1990年1月。

另请参阅

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