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 22:03:42 浏览: 269
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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