全方向移动机器人反向循迹实现方案

很多工业场合要求机器人到达工位完成任务后能原路返回，实现周期性运动的功能。为此，机器人需要实现正向和反向循迹两种模式。由于本实验平台使用的全方位移动机器人结构对称、四轮单独驱动，反向循迹与正向循迹的区别仅在于两个相机的前后顺序、偏距和偏角的正负定义以及实际每个轮子的速度与运动模型中的各轮指令速度的对应。因此反向循迹的实现要容易很多。

如图5-9所示为正向循迹时前后相机偏距、偏角正负的定义。当循迹路线位于相机的右侧时，偏距为正值；位于左侧时，偏距为负。相机中心线到循迹路线的角度为逆时针转动时偏角为正。由于前相机是正向安装、后相机是反向安装，也就是两个相机是相对安装的。机器人尾部实际上是循迹线位于相机左侧时偏距为正，但是偏角不会因为相机的正反装而变化。所以前后相机是异侧同号的情况。

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图5-9　正向和反向循迹偏距偏角定义

前后相机的偏距、偏角信息在反向循迹过程中的处理分别对应的是尾部、头部的信息。所以机器人反向循迹时，偏距、偏角的定义并没有发生变化，与正向循迹时正好相反，将后相机的数据代表头部信息，前相机的数据代表尾部信息，代入正向循迹的循迹算法中就能得到反向循迹的运动控制公式。

得到运动控制公式后，每个轮子的速度就求出来了。此时求出的第一个轮子的轮速对应的是以机器人编号为3的轮子的轮速。因为此时是以车体的尾部作为头部的反向循迹模式。以此类推，第二个轮子的轮速对应编号4的轮子，第三个轮子的轮速对应编号1的轮子，第四个轮子的轮速对应编号2的轮子。这样，机器人反向循迹在使用正向循迹的运动公式，修改相机和轮子对应顺序后，功能就实现了，相比较重新建模推导公式的过程要容易得多。