如何控制猕猴桃驱动机器人？

Question

我在我高中的FIRST机器人团队，我们正在开发一个奇异果驱动机器人，其中有三个omni wheels安装在等边三角形配置中，如下所示：

问题是编程机器人以驱动电机，使机器人朝给定操纵杆输入的方向移动。例如，为了“向上”移动，电动机1和2将被均等地供电，而电动机3将被关闭。操纵杆位置作为矢量给出，我想如果电机也表示为矢量，vector projection可能就是我需要的。但是，我不确定这是否正确，如果是，我将如何应用它。我也有一种感觉，一个操纵杆位置可能有多种解决方案。任何帮助将不胜感激。

Answer 1

我在学校期间建造了9个机器人（1个FIRST，8个RoboCup）。我们使用了与您相同的omnidrive布局。 Beta的答案看起来是正确的，但之后向所有车轮添加旋转：

W1 = -1/2 X - sqrt(3)/2 Y + R 
W2 = -1/2 X + sqrt(3)/2 Y + R
W3 = X + R

[这是Beta的公式，其中添加了一些旋转]

您需要考虑电机的可用范围。我猜它可以采用+/- 255的PWM信号，因此输入或输出必须稍微调整一下。 （这并不难......）

A good paper with details

要回答您的具体问题：向量投影基本上就是您在这里所做的。您可以通过矩阵 M ，来自操纵杆 I 的输入和输出到 O 的电机来应用它。因此 O = M * 我;

M = [(-0.5 -sqrt(3)/2    +1)
     (-0.5 +sqrt(3)/2    +1)
     (1     0            +1)]

Answer 2

首先让我们定义一些术语。按照惯例，X轴将指向右侧，y轴将指向上方（以便车轮3的推力沿X轴）。我们将轮子的运动称为W ₁ ，W ₂ 和W ₃ ，每个都被定义为W _i ＆gt; 0表示车轮沿顺时针方向旋转。在您的示例中，如果W ₁ ＆lt; 0，W ₂ = W ₁ 且W ₃ = 0，机器人将沿+ Y方向移动。

如果所有三个车轮以相同的速率旋转（W ₁ = W ₂ = W ₃ ），机器人将旋转到位。我猜你不想那样，所以旋转的总和必须为零：W ₁ + W ₂ + W _{3 < / sub> = 0} 。

每个车轮的运动都有助于机器人的运动;他们添加为矢量：
W ₁ = -1/2 X - sqrt（3）/ 2 Y
W ₂ = -1/2 X + sqrt（3）/ 2 Y
W ₃ = X

因此，如果您知道操纵杆中所需的X和Y，则W ₁ ，W ₂ 和W ₃ 。正如我们已经看到的，W ₁ 和W ₂ 之间的差异是驱动Y运动的原因。他们的 sum 在X中驱动运动。

Answer 3

正如您已经认识到的那样，第一部分将是找到一个合适的公式来表示任何电机设置的合成运动。根据您对电机速度的控制和反馈水平，我建议您进行彻底的处理应从编写矢量方程式开始:(将正X定义为直线前进）

-M1Cos（30）+ M2Cos（30）= X（负数是因为1和2必须为相同的幅度供电，但向前运动的极性相反）

M1Sin（30）+ M2Sin（30）-M3 = Y（因为1和2上的逆时针运动将导致机器人在Y中向左移动并且3上的逆时针运动将导致机器人向右移动）< / p>

您需要添加的另一个输入是机器人所需的旋转，谢天谢地，M1 + M2 + M3 = W（旋转速度）

你的操纵杆输入会给你X，Y和W，所以你有3个方程，有3个未知数。

从这里开始，它是联立方程式，因此您可能会得到多种解决方案，但这些解决方案通常可以根据可能的电机速度等进行限制。

这方面的一个例子是rec::robotino::com::OmniDrive Class - 此方法的源代码也可用...

Answer 4

尽管该系统可以通过数学方法解决，但在2002年，FIRST Team 857选择了机械解决方案。我们的控制系统使用了三个安装有X轴的操纵杆，形成一个等边三角形，把手更换为与Y形轭连接的球窝臂。将每根木棍的X轴直接映射到电机速度，控制系统已经解决。作为一个优势，这个系统对于非专业人士来说非常直观 - 将轭推向你想去的方向，旋转它转动。