全向輪演算法

Ⅰ 看過亞太機器人大賽的視頻，覺得他們做的好神奇，我一點都不懂 他們是怎麼控制的那麼高的精度

其實沒有那麼精準，若是讓機器人去穿針引線，利用現有的技術那肯定是不行的。你說的精準其實跟工業機器人的精準其實沒有在一個檔次上，參加Robocon大賽的機器人都是本科生利用課余（或者翹課）時間做的。從工藝上來說，並沒有達到工業生產中公差配合的那種精度要求，因此說，精度其實並不在一個檔次上。
但是， ABU Robocon比賽的魅力就在於如何根據學校提供的資源，利用已有的機械條件配合各種感測器來完成滿足使用要求的機電一體化產品。Robocon（諧稱「蘿卜坑」）的坑友們，有一個思想就是：機電互補。機電互補的實質就是在滿足同一個要求的情況下，選擇合適的機械或者電路的方法。選擇的標准有：可靠性，重量，精度，速度。在Robocon的比賽中，穩定贏得比賽，速度贏得冠軍。重量只有滿足要求才能參賽，精度夠用才能保證完成每一個串列的小任務。

全場定位方面，普遍採用的是07年西安交通大學開創的陀螺儀+碼盤（光柵編碼器+全向輪-迄今為止都採用小輪大輪夾角90度的麥克納姆輪）的定位模式。如果你留心觀察，在07年以前的賽場上，密密麻麻貼著白線。但是在最近幾年裡，白線的面積在逐漸縮小甚至消失（比如ABU Robocon 2014年的場地，基本上是用顏色區分的）。呵呵，算是給我交做個宣傳吧。。。跑題了。。。言歸正傳，機器人在場地上有3個自由度。假設把地面當做xoy平面，那麼機器人有一個繞Z軸旋轉的自由度，沿x、y平移的自由度。用一個陀螺儀，返回機器人相對於初始位置的相位（初始相位就是在場地發車區時的相位）。用至少兩個碼盤，可以返回機器人的速度信息。緊接著，利用高中物理知識再輔之以積分等，做一個演算法，就可以達到機器人在全場上的位置和姿態了。

機器人的動作區域，因為對末端執行器（一般是抓手）的位置精度要求較高，有兩種辦法。一種是機械限位——比如導輪、特殊形狀的器件（比如圓環可以用V型槽來定位），另一種是利用感測器——比如超聲波、紅外測距、激光雷達、進行校正。不同的方法，返回的有效數值的意義都不一樣，校正的項目也是不一樣的——但總的來說大多都選擇校正碼盤值。競賽用陀螺儀還是很貴的，具體型號我就不說了（也記不住），在規定轉速范圍內其精度還是有保證的。有了這些感測器，基本上在機器人動作的時候，就可以有很大的靈活性。通過這些感測器，可以彌補因為碼盤打滑引起的誤差，也可以彌補場地實際作用尺寸與標注尺寸之間的誤差（包括製造誤差跟基準不重合誤差）。

另外，在全場定位的過程中，也可以在行進中選擇合適的路徑，利用場地上的標志物做參考系，適當的對路徑加以修正。這個其實就跟比賽的方案關系比較密切了——成功衛冕冠軍的電科在參加Robocon 2013的綠化星球任務中，就是利用白線修正自動機器人（A車）路徑的。話說，這個其實。。。跟各隊的文化有關。路徑-方案，可以深深地映射出一個團隊的指導思想，一個學校學生的科研理念。話不多說，到此為止。

向HITCRT致敬

西交Roboteam 一退役閑散人

Ⅱ 移動機器人的分類

移動機器人從工作環境來分，可分為室內移動機器人和室外移動機器人;按移動方式來分：輪式移動機器人、步行移動機器人、蛇形機器人、履帶式移動機器人、爬行機器人等;按控制體系結構來分：功能式(水平式)結構機器人、行為式(垂直式)結構機器人和混合式機器人;按功能和用途來分：醫療機器人、軍用機器人、助殘機器人、清潔機器人等。按作業空間來分：陸地移動機器人、水下機器人、無人飛機和空間機器人。
機器人套件
四獨立馬達100毫米萬向輪Arino的學習機器人套件(robot kits)C009 這是四輪驅動的移動平台Arino的學習機器人套件（robot kits)
，適用於Arino設計愛好者和學生。它包括四個空心12V直流電動機，編碼器的Arino微控制器和I / O板擴展，它是可編程的開放soure Arino語言。它的底盤是由鋁合金和已預先鑽了孔的微控制器。這種萬向輪(Mecanum wheels)移動平台的Arino機器人套件可在任何方向移動，通過改變每個車輪的方向和速度。在同一方向移動所有四個車輪向前/向後移動，導致運行方向相反的原因旋轉左/右兩側，相反的方向運行前和後方，導致側身運動。平台後輪安裝一種特殊的方式，使懸掛結構，確保所有四個輪子能堅持到地面，即使是不均勻的地面。重型履帶式移動坦克機器人套件C018 這是一個創新履帶機器人套件(robot kit)，基於履帶式移動坦克機器人
套件C015，重型履帶式移動坦克機器人套件槽的胎面允許你建立機器人軌道，在崎嶇的地形，或者你可以建立一個傳送帶上拿起對象。您可以探索更苛刻的地形。使用此工具包作為一個獨立的，或將其與其他配件更復雜的機器具有更多的功能。履帶式移動的坦克機器人套件提供出色的穩定，牽引力和低地面承載壓力，讓您使用更廣泛的應用。這種坦克的機器人套件可以單獨使用，或者你可以結合配件及其他部件，所以你有一個復雜的機器，有更多的功能。有良好的牽引力，低地面承壓，穩定的，所以你可以在許多應用中使用它。該套件也將在惡劣條件下，如天氣.3WD 48毫米全向輪移動平台機器人套件10019
這是反傳統的移動機器人套件，它有3個的全方位車輪，使移動，同時轉動，並在每一個方向加速在不改變方向。 除了3個電機驅動，機器人具有3的超聲波感測器掃描環境。編程機器人套件，我們選擇Arino的維護軟體，輕松和利用提供優良的電機控制演算法。產品特點：* 3輪驅動*全向輪*鋁合金框架*可旋轉與Arino微控制器和IO擴展板*大頂板，增加設備，如手提電腦或相機*可編程的C，C++*第二和第三板的擴展組件沒有經驗，需要操作平台*添加新的零件，您的系統和擴展整個機器人。*無線數據傳輸介面*支持XBEE（XBEE親）*支持藍牙*支持APC220*支持SD卡讀/寫三獨立馬達100毫米全向輪式移動Arino機器人套件C013這是3輪驅動，全向輪式移動的Arino機器人套件。它能夠通過改變每個車輪的速度和方向，不改變其方向，在任何方向移動。這Arino的機器人車包括一個微控制器，IO擴展板，Faulhaber 12V直流馬達光學編碼器，紅外線和超聲波感測器四獨立馬達萬向輪移動平台的Arino機器人套件
這種四輪驅動萬向輪(mecanum wheel)Arino機器人套件(robot kits)是穩定的，只通過改變每個車輪的方向和速度，就可向任何方向移動。包括100毫米鋁全向輪輪轂，Faulhaber 12V電機與光學編碼器，328的Arino控制器，Arino的IO擴展，超聲波和紅外線感測器。在同一方向移動所有四個車輪向前/向後移動，導致運行方向相反的原因旋轉左/右兩側，相反的方向運行前和後方，導致側身運動。平台後輪安裝一種特殊的方式，使懸掛結構，確保四個輪子能堅持到地面，即使是不均勻的地面。三獨立馬達100mm全向輪移動平台機器人套件這種三獨立馬達全向輪(omni wheel)機器人套件(robot kits)
非常適合用於監視和運輸，但大多是為研究人員和 學生設計的。不改變方向，通過改變每個車輪的速度和方向，它可以在任何方向移動。它配備的Arino微控制器和3全方位與編碼器由3直流電動機驅動車輪，使旋轉和全方位車輪3直流電動機驅動與編碼器，允許同時在任何方向旋轉和運動。綜合紅外和超聲波感測器使機器人跟蹤和追逐的對象。它包括一個微控制器，IO擴展編碼器和直流電動機。其鋁合金車身和預鑽螺絲孔，方便為您添加組件，只要你喜歡。