请用在ROS系统中用写出四轮差速机器人的纯跟踪算法
时间: 2023-05-26 19:03:42 浏览: 505
在ROS系统中实现四轮差速机器人的纯跟踪算法,需要进行以下步骤:
1. 获取机器人当前位置和目标位置。
可以使用ROS中的odom话题获取机器人当前位置信息,可以使用自定义话题或服务获取目标位置信息。
2. 计算机器人需要达到的线速度和角速度。
线速度可以根据机器人当前位置和目标位置之间的距离来计算,角速度可以根据目标位置与机器人当前位置之间的角度偏差来计算,采用PID控制器进行计算。
3. 控制机器人执行运动。
根据计算得到的线速度和角速度,通过ROS中的cmd_vel话题发送速度指令,控制机器人运动。
4. 循环执行以上步骤,直到机器人到达目标位置或停止运行。
下面是一个简单的纯跟踪算法的ROS节点示例代码,其中机器人和目标位置信息通过ROS中的odom和自定义的goal话题获取,速度指令通过cmd_vel话题发送。
```python
#!/usr/bin/env python
import rospy
from nav_msgs.msg import Odometry
from geometry_msgs.msg import Twist, Point, Quaternion
from math import atan2, sqrt, pow
class PurePursuit():
def __init__(self):
rospy.init_node('pure_pursuit')
rospy.Subscriber('/odom', Odometry, self.odom_callback)
rospy.Subscriber('/goal', Point, self.goal_callback)
self.pub_vel = rospy.Publisher('/cmd_vel', Twist, queue_size=10)
self.robot_pos = Point()
self.robot_ori = Quaternion()
self.goal_pos = Point()
self.goal_thresh = rospy.get_param('goal_thresh', 0.1)
self.max_speed = rospy.get_param('max_speed', 0.5)
self.kp = rospy.get_param('kp', 1.0)
self.kd = rospy.get_param('kd', 0.0)
self.ki = rospy.get_param('ki', 0.0)
self.dt = rospy.get_param('dt', 0.1)
self.prev_error = 0
self.sum_error = 0
rospy.spin()
def odom_callback(self, msg):
self.robot_pos = msg.pose.pose.position
self.robot_ori = msg.pose.pose.orientation
def goal_callback(self, msg):
self.goal_pos = msg
def control_loop(self):
rate = rospy.Rate(1.0 / self.dt)
while not rospy.is_shutdown():
distance_to_goal = sqrt(
pow(self.goal_pos.x - self.robot_pos.x, 2) + pow(self.goal_pos.y - self.robot_pos.y, 2)
)
if distance_to_goal < self.goal_thresh:
break
angle_to_goal = atan2(
self.goal_pos.y - self.robot_pos.y,
self.goal_pos.x - self.robot_pos.x
)
angle_error = angle_to_goal - self.robot_ori.z
pid_output = self.kp * angle_error + self.kd * (angle_error-self.prev_error)/self.dt + self.ki*self.sum_error
speed = self.max_speed
if abs(pid_output) > speed:
pid_output = pid_output/abs(pid_output)*speed
vel_msg = Twist()
vel_msg.linear.x = speed
vel_msg.angular.z = pid_output
self.pub_vel.publish(vel_msg)
self.prev_error = angle_error
self.sum_error += angle_error
rate.sleep()
if __name__ == '__main__':
try:
pp = PurePursuit()
pp.control_loop()
except rospy.ROSInterruptException:
rospy.logerr("ROS Interrupt Exception!")
pass
```
上述代码中实现了一个简单的纯跟踪算法节点,其中控制机器人运动的主要算法部分位于control_loop方法中,通过pose信息和目标位置信息计算需要达到的线速度和角速度,并通过PID控制器进行计算,最后将速度指令发布到cmd_vel话题中。在程序运行时,可以通过ROS参数服务器设置各个参数,如goal_thresh,max_speed,kp,kd,ki和dt等。
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