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モバイル ロボットのアルゴリズムの設計
地図作成、パス計画、パス追従、状態推定
以下の Robotics System Toolbox™ のアルゴリズムは、モバイル ロボティクス (地上ビークル) のアプリケーションに焦点を当てています。これらのアルゴリズムは、地図作成から計画と制御まで、モバイル ロボティクスのワークフロー全体で役立ちます。占有グリッドを使用して環境のマップを作成し、指定された環境におけるロボットのパス計画アルゴリズムを開発し、コントローラーを調整して一連のウェイポイントに追従させることができます。ロボットからの LIDAR センサー データに基づいて状態推定を行います。
関数
ブロック
Ackermann Kinematic Model | アッカーマン運動学モデルを使用した乗用車型ビークルの動き |
Bicycle Kinematic Model | 二輪の運動学モデルを使用した乗用車型ビークルの動きの計算 |
Differential Drive Kinematic Model | 差動駆動の運動学モデルを使用したビークルの動きの計算 |
Unicycle Kinematic Model | 一輪の運動学モデルを使用したビークルの動きの計算 |
Pure Pursuit | 線形速度と角速度の制御コマンド |
トピック
地図作成とパス計画
- 占有グリッド
占有グリッドの機能とマップ構造体の詳細 - Probabilistic Roadmap (PRM)
PRM アルゴリズムと特定の調整パラメーターの動作。 - 複雑度の異なる環境でのパス計画
この例では、Probabilistic Roadmap (PRM) パス プランナーを使用して、指定されたマップ上の 2 つの位置間で障害物のないパスを計算する方法を説明します。 - 既知の姿勢を使用するマッピング
この例では、差動駆動型ロボットの距離センサーの読み取り値とロボットの姿勢を使用して環境マップを作成する方法を説明します。 - Simulink での差動駆動型ロボットのパスの計画
この例では、与えられたマップ上の 2 点の位置間で障害物のないパスを Simulink® で実行する方法を説明します。
運動のモデル化
- Mobile Robot Kinematics Equations
Learn details about mobile robot kinematics equations including unicycle, bicycle, differential drive, and Ackermann models. This topic covers the variables and specific equations for each motion model [1]. For an example that simulates the different mobile robots using these models, see モバイル ロボットのさまざまな運動学モデルのシミュレーション. - モバイル ロボットのさまざまな運動学モデルのシミュレーション
この例では、単一の環境内でさまざまなロボット運動学モデルをモデル化して比較する方法を説明します。
ロボット制御
- 単純追跡コントローラー
単純追跡コントローラーの機能とアルゴリズムの詳細。 - 差動駆動型ロボットのパス追従
この例では、ロボット シミュレーターを使用して、目的のパスに従うようにロボットを制御する方法を説明します。 - Simulink を使用した Gazebo による差動駆動型ロボットの制御
この例では、Simulink を使用した Gazebo コシミュレーションで差動駆動型ロボットを制御する方法を説明します。 - Multi-Robot Control with Resource Allocation and Conflict Management
This example shows how to control multiple robots working in a distribution center, as well as how to easily configure a distribution system. The robots navigate the facility and complete multiple tasks while leveraging algorithms from game theory to optimize task allocation between robots and resolving conflicts using a grid-based traffic manager. This example builds on the information covered in the 複数の倉庫ロボットの制御とシミュレーション example, which navigates multiple robots around a similar facility, but this example uses custom algorithms.
状態の推定
- 粒子フィルターのパラメーター
stateEstimatorPF
粒子フィルターを使用するには、粒子数、粒子の初期位置、状態推定法などのパラメーターを指定しなければなりません。 - 粒子フィルター ワークフロー
粒子フィルターは、推定状態の事後分布を離散粒子によって近似する再帰的ベイズ状態推定器です。 - 粒子フィルターを使用した自動車型ロボットの追跡
粒子フィルターは、サンプリングベースの再帰ベイズ推定アルゴリズムであり、stateEstimatorPF
オブジェクトに実装されています。