除尘竞赛机器人及其控制策略研究

机器人的运行流程可以分为6个步骤：
1)机器人在1号房间内进行折返式遍历，从起点出发向图中左方前进，遇到挡板180°返回，如此反复，直到检测到2号房间门口的黑线为止，这样可以确保1号房间的遍历面积达到最大。
2)机器人进入2号房间后，以圆柱型障碍物为中心，逆时针方向运行一圈即可达到最大遍历面积。
3)机器人从2号房间出来进入3号房间时，由于4号房间是凸出的平台，可以直接沿4号房间和斜坡的边沿运行，进入4号房间，3号房间剩余的面积可以在返回时进行遍历。
4)由于4号房间是平台，且必须遍历平台的三分之一以上的面积，4号房间的遍历面积才有效，所以机器人在平台上遍历两圈，首先，机器人沿着墙壁和平台边沿在平台上进行外圈的遍历，然后在第二次遇到相应的墙壁和平台边沿时，进行适当的后退，进行内圈的遍历达到较大的遍历面积。
5)机器人从平台下来以后再次进入房间3，可以根据墙壁和障碍物的信息，对步骤3中剩下的面积进行遍历。
6)采用沿墙走策略安全回到起始点。
3．2 转角控制
电子指南针为机器人的运行提供角度信息，在实际应用中，除尘机器人转动的角度有45°、90°、180°三种大角度。电子指南针模块输出0°～360°的角度信息，考虑到竞赛场地方向的不确定性，通常采用相对角度而非绝对值。即采用获取当前的角度值，然后预设要转过的角度，对采集到的角度信息进行查询比较，当到达或超过预设角度时就停止转角工作，进入下一步的任务。在调试过程中，发现机器人在转角的过程中会出现连续打转的非正常情况。经过分析研究发现，主要原因是信息获取的抖动以及环境的影响，为此，将具体的预设角度扩展为一个范围，一般情况下机器人转动一定角度的原理如图7所示。将具体的预设角度扩展为一个范围又引入了新的问题，这是预设角度范围存在从360°到0°突变，也就是经过360°(0°)的临界点造成的，预设角跨越临界角度示意图如图8所示。