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自主导航与规划:移动机器人在线培训

在今天的博客中何塞·阿文达诺·阿贝莱兹已经在赛车休息室写博客了将向您介绍一系列视频培训材料,使您的团队能够开始在MATLAB和Simulink中设计和模拟常见的移动机器人算法。金宝app

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MathWorks支金宝app持许多不同类型的学生竞赛。学生们不断地通过制造和编程汽车、机器人、船、无人机等给我们留下深刻印象。机器人竞赛的一个普遍趋势是,不管硬件是什么,设计人员通常都必须自己或自主完成任务。移动机器人的知识已经从一种独有的优势转变为一种基本技能。在现实生活中,移动机器人代表了自动驾驶、群体机器人和工业自动化的基石。要开始为移动机器人编程,你必须了解一些机器人动力学,以及如何将它们与合适的逻辑操作和传感器配对。这些正是你会在附言中找到的课程类型移动机器人在线培训由MathWorks学生竞赛团队创建。了解如何为机器人编程以确定方向、跟随路线、避开障碍物以及在不同操作模式之间转换所需的一切。以下是我们如何为如下智能机器人编程。

传感器信号——以及如何处理这些信号

根据比赛的不同,你要给你的机器人装上不同种类的传感器。您可能需要了解机器人的位置,以便使用参考点在路线或环境中导航。当你移动你的机器人相对于它之前在空间中的位置,这被称为航迹推算。为了进行航位推算,你需要测量你的位移,这通常需要编码器传感器。这些告诉你多少旋转电机轴或车轮已经执行。这确实有助于确定机器人在空间中的位置。编码器可以导致里程计系统,将给你足够的信息来定位你的机器人或导航参考点。我们的学生比赛移动机器人技术培训详细介绍如何处理编码器数据,使其成为有用的里程计,如远距离行驶和机器人方向。其他常见的传感器有距离传感器、颜色传感器和线路传感器。在基本实现中,从这些传感器获得的信息将与逻辑语句结合使用,以实现某些预期的motion。一旦你成为一名更先进的机器人专家,你可能也会开始使用3D扫描仪和激光雷达。然而,如果你想确保你的机器人是高效和准确的,你的机器人需要做出比将你的决定包含在if和ELSE语句中更明智的选择。这就是你可能听说过的术语“PID控制器”在谈话中被抛来抛去。

PID控制器-为什么它如此受欢迎。

机器人必须处理不断变化的条件和动态环境,将这种不确定性与传感器公差和导出的误差相结合,使得有必要实施控制理论来编程机器人,以提高机器人的鲁棒性和响应时间。PID是比例积分和微分控制器的缩写,它是目前最流行的控制方法之一,因为它可以通过一些简单的调整来达到很好的效果。你可以在任何地方找到这种类型的控制器,从机械自动化,飞机控制,和复杂的机器人系统,如人形机器人。事实上,这种类型的控制器是如此的通用,它可以用于低级别和高级别的系统控制。在所有这些应用程序中,确保你了解这种类型的控制器的基础知识并熟练地使用它是非常重要的。在学生竞赛训练中,您将发现一个广泛的视频课程,从如何设置PID算法,根据您的硬件和要求,到每个控制参数的重要性。为方便起见,移动机器人培训还伴随着移动机器人培训工具箱它包括一个机器人模拟器和传感器,使您能够立即跟随练习,并了解在实现各种类型的控制算法时对机器人运动的影响。

结合传感器和控制装置来闭合回路

一旦你掌握了使用传感器和为机器人的基本行为设置控制器,你就会发现自己必须将信息和控制器动作拼凑在一起。也许你的机器人需要先到达一个位置,然后完成一项任务。也许之后它也应该转移到另一个地方。从概念上讲,这一系列事件如何展开可能会有点令人困惑,绘制图表来组织所有不同的行动总是有用的。statflow是为复杂机器人行为建模的一个很好的工具。它允许你组织你的逻辑和得到即时调试洞察到你的模拟。以下面图片中的障碍物检测为例,您可以立即将距离与障碍物和机器人的当前执行状态联系起来。想象一下,将这些简单的任务拼接在一起,然后突然间能够实时跟踪执行的代码,这将成为一个非常好的节省时间的工具。一旦你掌握了使用传感器和为机器人的基本行为设置控制器,你就会发现自己必须将信息和控制器动作拼凑在一起。也许你的机器人需要先到达一个位置,然后完成一项任务。 Maybe it should also move to a different location afterwards. Conceptually it can become a little confusing how this sequence of events should unfold, it is always useful to draw diagrams to organize all the different actions. Stateflow is a great tool for prototyping complex robot behavior. It allows you to organize your logic and get instant debugging insight into your simulations. Take the obstacle detection example from the picture below, you can immediately relate the distance to an obstacle and the current execution state of the robot. Imagine piecing together multiple of these simple tasks, and suddenly being able to track the code executed in real-time becomes a great time saving tool.

Stateflow也是一个即插即用的平台,用于使用Simulink开发的任何控制算法。金宝app它使它无缝地调用和集成您的PID算法,以运行在更大的任务,您的机器人应该实现。具体来说,如果你想获得如何拼凑多个任务的实际经验,移动机器人培训有自定进度的课程,不仅将解释如何在两者上实现Simulink模型金宝app惹恼乐高基于机器人,但也包括如何为常见的竞争挑战编程控制算法,例如:

  • 航位推算
  • 避障
  • 线后
  • 路径导航
  • 上述所有因素的组合

把它放在一起

开始为移动机器人编程可能是一项艰巨的任务。确保你有正确的知识和各种各样的工具可供你使用,这将决定你是否有资格参加比赛,甚至是否按时完成机器人项目。确保您了解机器人的设计,并根据您的构建意图包括必要的传感器。在硬件上采用试错方法之前,请使用模拟来验证编程算法的行为是否符合预期。利用久经考验的、真正的预打包算法(如PID控制器)来提高机器人的性能。确保您能够理解并熟练实施上述所有内容,以节省开发时间,并在竞争排名中名列前茅。你可以随时报名参加免费移动机器人培训所提供的学生竞赛队.这既可以作为对你当前机器人技术的赞美,也可以作为一个开始机器人模拟的地方,或者作为一个起点,让你的机器人从人类输入和远程控制中解放出来。

期待看到你可以释放什么类型的机器人-让我们知道你的想法!

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