除塵競賽機器人及其控制策略研究

機器人的運行流程可以分為6個(gè)步驟：
1)機器人在1號房間內進(jìn)行折返式遍歷，從起點(diǎn)出發(fā)向圖中左方前進(jìn)，遇到擋板180°返回，如此反復，直到檢測到2號房間門(mén)口的黑線(xiàn)為止，這樣可以確保1號房間的遍歷面積達到最大。
2)機器人進(jìn)入2號房間后，以圓柱型障礙物為中心，逆時(shí)針?lè )较蜻\行一圈即可達到最大遍歷面積。
3)機器人從2號房間出來(lái)進(jìn)入3號房間時(shí)，由于4號房間是凸出的平臺，可以直接沿4號房間和斜坡的邊沿運行，進(jìn)入4號房間，3號房間剩余的面積可以在返回時(shí)進(jìn)行遍歷。
4)由于4號房間是平臺，且必須遍歷平臺的三分之一以上的面積，4號房間的遍歷面積才有效，所以機器人在平臺上遍歷兩圈，首先，機器人沿著(zhù)墻壁和平臺邊沿在平臺上進(jìn)行外圈的遍歷，然后在第二次遇到相應的墻壁和平臺邊沿時(shí)，進(jìn)行適當的后退，進(jìn)行內圈的遍歷達到較大的遍歷面積。
5)機器人從平臺下來(lái)以后再次進(jìn)入房間3，可以根據墻壁和障礙物的信息，對步驟3中剩下的面積進(jìn)行遍歷。
6)采用沿墻走策略安全回到起始點(diǎn)。
3．2 轉角控制
電子指南針為機器人的運行提供角度信息，在實(shí)際應用中，除塵機器人轉動(dòng)的角度有45°、90°、180°三種大角度。電子指南針模塊輸出0°～360°的角度信息，考慮到競賽場(chǎng)地方向的不確定性，通常采用相對角度而非絕對值。即采用獲取當前的角度值，然后預設要轉過(guò)的角度，對采集到的角度信息進(jìn)行查詢(xún)比較，當到達或超過(guò)預設角度時(shí)就停止轉角工作，進(jìn)入下一步的任務(wù)。在調試過(guò)程中，發(fā)現機器人在轉角的過(guò)程中會(huì )出現連續打轉的非正常情況。經(jīng)過(guò)分析研究發(fā)現，主要原因是信息獲取的抖動(dòng)以及環(huán)境的影響，為此，將具體的預設角度擴展為一個(gè)范圍，一般情況下機器人轉動(dòng)一定角度的原理如圖7所示。將具體的預設角度擴展為一個(gè)范圍又引入了新的問(wèn)題，這是預設角度范圍存在從360°到0°突變，也就是經(jīng)過(guò)360°(0°)的臨界點(diǎn)造成的，預設角跨越臨界角度示意圖如圖8所示。