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個步驟：
1)機器人在1號房間內進行折返式遍歷，從起點出發(fā)向圖中左方前進，遇到擋板180°返回，如此反復，直到檢測到2號房間門口的黑線為止，這樣可以確保1號房間的遍歷面積達到最大。
2)機器人進入2號房間后，以圓柱型障礙物為中心，逆時針方向運行一圈即可達到最大遍歷面積。
3)機器人從2號房間出來進入3號房間時，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，進入4號房間，3號房間剩余的面積可以在返回時進行遍歷。
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，機器人沿著墻壁和平臺邊沿在平臺上進行外圈的遍歷，然后在第二次遇到相應的墻壁和平臺邊沿時，進行適當的后退，進行內圈的遍歷達到較大的遍歷面積。
5)機器人從平臺下來以后再次進入房間3，可以根據墻壁和障礙物的信息，對步驟3中剩下的面積進行遍歷。
6)采用沿墻走策略安全回到起始點。
3．2 轉角控制
電子指南針為機器人的運行提供角度信息，在實際應用中，除塵機器人轉動的角度有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，然后預設要轉過的角度，對采集到的角度信息進行查詢比較，當到達或超過預設角度時就停止轉角工作，進入下一步的任務。在調試過程中，發(fā)現機器人在轉角的過程中會出現連續(xù)打轉的非正常情況。經過分析研究發(fā)現，主要原因是信息獲取的抖動以及環(huán)境的影響，為此，將具體的預設角度擴展為一個范圍，一般情況下機器人轉動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范圍又引入了新的問題，這是預設角度范圍存在從360°到0°突變，也就是經過360°(0°)的臨界點造成的，預設角跨越臨界角度示意圖如圖8所示。