Motion control by a highly maneuverable mobile robot in the task of following an object
Evgeniya Arifzhanovna Mikishanina, Pavel Sergeevich Platonov · Computer Research and Modeling · 2023
Данная статья посвящена разработке алгоритма траекторного управления высокоманевренной транспортной четырехколесной роботехнической платформой, оснащенной mecanum-колесами, с целью организации ее движения за некоторым подвижным объектом.Представлен расчет кинематических соотношений данной платформы в фиксированной системе координат, необходимый для определения угловых скоростей колес робота в зависимости от заданного вектора скорости.Разработан алгоритм движения робота за мобильным объектом на плоскости без препятствий на основе использования модифицированного метода погони с использованием разных видов управляющих функций.Метод погони заключается в том, что вектор скорости геометрического центра платформы сонаправлен с вектором, соединяющим геометрический центр платформы и движущийся объект.Реализовано два вида управляющих функций: кусочная и постоянная.Под кусочной функцией имеется в виду управление с режимами переключения в зависимости от расстояния от робота до цели.Главной особенностью кусочной функции является плавное изменение скорости робота.Также управляющие функции разделяются по характеру поведения при приближении робота к цели.При применении одной из кусочных функций движение робота замедляется при достижении определенного расстояние между роботом и целью и полностью останавливается при критичном расстоянии.Другой вид поведения при приближении к цели заключается в изменении направления вектора скорости на противоположный, если расстояние между платформой и объектом будет минимально допустимым, что позволяет избегать столкновения при движении цели в направления робота.Данный вид поведения при приближении к цели реализован для кусочной и постоянной функции.Выполнено численное моделирование алгоритма управления роботом для различных управляющих функций в задаче преследования цели, где цель движется по окружности.Представлен псевдокод алгоритма управления и управляющих функций.Показаны графики траектории робота при движении за целью, изменения скорости, изменения угловых скоростей колес от времени для различных управляющих функций.