Christian Burri / Mbed 2 deprecated autonomous Robot Android

This program is for an autonomous robot for the competition at the Hochschule Luzern. http://cruisingcrepe.wordpress.com/ We are one of the 32 teams. http://cruisingcrepe.wordpress.com/ The postition control is based on this Documentation: Control of Wheeled Mobile Robots: An Experimental Overview from Alessandro De Luca, Giuseppe Oriolo, Marilena Vendittelli. For more information see here: http://www.dis.uniroma1.it/~labrob/pub/papers/Ramsete01.pdf

Dependencies:   mbed

Fork of autonomous Robot Android by Christian Burri

RobotControl/RobotControl.cpp@8:696c2f9dfc62, 2013-03-30 (annotated)

Committer:
chrigelburri
Date:
Sat Mar 30 06:55:08 2013 +0000
Revision:
8:696c2f9dfc62
Parent:
6:48eeb41188dd
Child:
11:775ebb69d5e1
vor dem tuning. nicht merh 50% duty cicle und 1.65V mitte

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
chrigelburri 0:31f7be68e52d 1 #include "RobotControl.h"
chrigelburri 0:31f7be68e52d 2
chrigelburri 0:31f7be68e52d 3 using namespace std;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 4
chrigelburri 6:48eeb41188dd 5 RobotControl::RobotControl(MaxonESCON* motorControllerLeft,
chrigelburri 6:48eeb41188dd 6 MaxonESCON* motorControllerRight,
chrigelburri 6:48eeb41188dd 7 /*HMC6352* compass,*/
chrigelburri 6:48eeb41188dd 8 float period) : Task(period)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 9 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 10 /* get peripherals */
chrigelburri 0:31f7be68e52d 11 this->motorControllerLeft = motorControllerLeft;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 12 this->motorControllerRight = motorControllerRight;
chrigelburri 1:6cd533a712c6 13 // this->compass = compass;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 14 this->period = period;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 15
chrigelburri 0:31f7be68e52d 16 /* initialize peripherals */
chrigelburri 0:31f7be68e52d 17 motorControllerLeft->enable(false);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 18 motorControllerRight->enable(false);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 19
chrigelburri 0:31f7be68e52d 20 /* initialize remaining state values */
chrigelburri 0:31f7be68e52d 21 speed = 0.0f;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 22 omega = 0.0f;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 23
chrigelburri 0:31f7be68e52d 24 motorControllerLeft->setPulses(0);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 25 motorControllerRight->setPulses(0);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 26
chrigelburri 8:696c2f9dfc62 27 motorControllerLeft->setVelocity(0.0f);
chrigelburri 8:696c2f9dfc62 28 motorControllerRight->setVelocity(0.0f);
chrigelburri 8:696c2f9dfc62 29
chrigelburri 0:31f7be68e52d 30 Desired.setAcceleration(ACCELERATION);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 31 Desired.setThetaAcceleration(THETA_ACCELERATION);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 32 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 33
chrigelburri 1:6cd533a712c6 34 RobotControl::~RobotControl()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 35 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 36
chrigelburri 0:31f7be68e52d 37 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 38
chrigelburri 0:31f7be68e52d 39 void RobotControl::setEnable(bool enable)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 40 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 41 motorControllerLeft->enable(enable);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 42 motorControllerRight->enable(enable);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 43 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 44
chrigelburri 0:31f7be68e52d 45 bool RobotControl::isEnabled()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 46 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 47 return (motorControllerLeft->isEnabled() && motorControllerRight->isEnabled());
chrigelburri 0:31f7be68e52d 48 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 49
chrigelburri 1:6cd533a712c6 50 void RobotControl::setAcceleration(float acceleration)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 51 {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 52 Desired.setAcceleration(acceleration);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 53 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 54
chrigelburri 1:6cd533a712c6 55 void RobotControl::setThetaAcceleration(float acceleration)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 56 {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 57 Desired.setThetaAcceleration(acceleration);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 58 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 59
chrigelburri 0:31f7be68e52d 60 void RobotControl::setDesiredSpeed(float speed)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 61 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 62 this->speed = speed;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 63 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 64
chrigelburri 0:31f7be68e52d 65 void RobotControl::setDesiredOmega(float omega)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 66 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 67 this->omega = omega;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 68 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 69
chrigelburri 5:48a258f6335e 70 void RobotControl::setDesiredxPosition(float xposition)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 71 {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 72 Desired.xposition = xposition;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 73 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 74
chrigelburri 5:48a258f6335e 75 void RobotControl::setDesiredyPosition(float yposition)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 76 {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 77 Desired.yposition = yposition;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 78 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 79
chrigelburri 5:48a258f6335e 80 void RobotControl::setDesiredTheta(float theta)
chrigelburri 0:31f7be68e52d 81 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 82 Desired.theta = theta;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 83 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 84
chrigelburri 5:48a258f6335e 85 float RobotControl::getDesiredxPosition()
chrigelburri 5:48a258f6335e 86 {
chrigelburri 5:48a258f6335e 87 return Desired.xposition;
chrigelburri 5:48a258f6335e 88 }
chrigelburri 5:48a258f6335e 89
chrigelburri 5:48a258f6335e 90 float RobotControl::getDesiredyPosition()
chrigelburri 2:d8e1613dc38b 91 {
chrigelburri 5:48a258f6335e 92 return Desired.yposition;
chrigelburri 5:48a258f6335e 93 }
chrigelburri 5:48a258f6335e 94
chrigelburri 5:48a258f6335e 95 float RobotControl::getDesiredTheta()
chrigelburri 5:48a258f6335e 96 {
chrigelburri 5:48a258f6335e 97 return Desired.theta;
chrigelburri 5:48a258f6335e 98 }
chrigelburri 5:48a258f6335e 99
chrigelburri 6:48eeb41188dd 100 void RobotControl::setDesiredPositionAndAngle(float xposition,
chrigelburri 6:48eeb41188dd 101 float yposition,
chrigelburri 6:48eeb41188dd 102 float theta)
chrigelburri 5:48a258f6335e 103 {
chrigelburri 5:48a258f6335e 104 setDesiredxPosition(xposition);
chrigelburri 5:48a258f6335e 105 setDesiredyPosition(yposition);
chrigelburri 5:48a258f6335e 106 setDesiredTheta(theta);
chrigelburri 2:d8e1613dc38b 107 }
chrigelburri 2:d8e1613dc38b 108
chrigelburri 1:6cd533a712c6 109 float RobotControl::getTheta()
chrigelburri 1:6cd533a712c6 110 {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 111 return Desired.theta;
chrigelburri 1:6cd533a712c6 112 }
chrigelburri 1:6cd533a712c6 113
chrigelburri 0:31f7be68e52d 114 float RobotControl::getDesiredSpeed()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 115 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 116 return speed;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 117 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 118
chrigelburri 0:31f7be68e52d 119 float RobotControl::getActualSpeed()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 120 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 121 return Actual.speed;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 122 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 123
chrigelburri 0:31f7be68e52d 124 float RobotControl::getDesiredOmega()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 125 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 126 return omega;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 127 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 128
chrigelburri 0:31f7be68e52d 129 float RobotControl::getActualOmega()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 130 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 131 return Actual.omega;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 132 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 133
chrigelburri 0:31f7be68e52d 134 float RobotControl::getxActualPosition()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 135 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 136 return Actual.getxPosition();
chrigelburri 0:31f7be68e52d 137 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 138
chrigelburri 0:31f7be68e52d 139 float RobotControl::getxPositionError()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 140 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 141 return Desired.getxPosition()-Actual.getxPosition();
chrigelburri 0:31f7be68e52d 142 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 143
chrigelburri 0:31f7be68e52d 144 float RobotControl::getyActualPosition()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 145 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 146 return Actual.getyPosition();
chrigelburri 0:31f7be68e52d 147 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 148
chrigelburri 0:31f7be68e52d 149 float RobotControl::getyPositionError()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 150 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 151 return Desired.getyPosition()-Actual.getyPosition();
chrigelburri 0:31f7be68e52d 152 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 153
chrigelburri 0:31f7be68e52d 154 float RobotControl::getActualTheta()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 155 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 156 return Actual.getTheta();
chrigelburri 0:31f7be68e52d 157 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 158
chrigelburri 0:31f7be68e52d 159 float RobotControl::getThetaError()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 160 {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 161 return Desired.getTheta()-Actual.getTheta();
chrigelburri 0:31f7be68e52d 162 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 163
chrigelburri 1:6cd533a712c6 164 float RobotControl::getDistanceError()
chrigelburri 1:6cd533a712c6 165 {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 166 return sqrt( ( getxPositionError() * getxPositionError() ) + (getyPositionError() * getyPositionError() ) );
chrigelburri 1:6cd533a712c6 167 }
chrigelburri 1:6cd533a712c6 168
chrigelburri 1:6cd533a712c6 169 float RobotControl::getThetaErrorToGoal()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 170 {
chrigelburri 3:92ba0254af87 171 return PiRange(atan2(getyPositionError(),getxPositionError()) - getActualTheta());
chrigelburri 1:6cd533a712c6 172 }
chrigelburri 1:6cd533a712c6 173
chrigelburri 1:6cd533a712c6 174 float RobotControl::getThetaGoal()
chrigelburri 1:6cd533a712c6 175 {
chrigelburri 3:92ba0254af87 176 return PiRange(atan2(getyPositionError(),getxPositionError()) - getTheta());
chrigelburri 1:6cd533a712c6 177 }
chrigelburri 1:6cd533a712c6 178
chrigelburri 6:48eeb41188dd 179 void RobotControl::setAllToZero(float xZeroPos,
chrigelburri 6:48eeb41188dd 180 float yZeroPos,
chrigelburri 6:48eeb41188dd 181 float theta)
chrigelburri 1:6cd533a712c6 182 {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 183 Actual.setState(xZeroPos, yZeroPos, theta, 0.0f, 0.0f);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 184 Desired.setState(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 185 stateLeft.setState(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 186 stateRight.setState(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 187 speed = 0.0f;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 188 omega = 0.0f;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 189 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 190
chrigelburri 0:31f7be68e52d 191 void RobotControl::run()
chrigelburri 0:31f7be68e52d 192 {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 193 ///// DAs kan glaub raus ab hier
chrigelburri 2:d8e1613dc38b 194 /////////////////////////////////////////////////////////7
chrigelburri 0:31f7be68e52d 195 /* motion planning */
chrigelburri 0:31f7be68e52d 196 if (isEnabled()) {
chrigelburri 1:6cd533a712c6 197 ///// DAs kan glaub raus bis hier
chrigelburri 0:31f7be68e52d 198 Desired.increment(speed, omega, period);
chrigelburri 1:6cd533a712c6 199
chrigelburri 2:d8e1613dc38b 200 ///// DAs kan glaub raus bis hier
chrigelburri 1:6cd533a712c6 201
chrigelburri 0:31f7be68e52d 202 } else {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 203 speed = 0.0f;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 204 omega = 0.0f;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 205 Desired.setState(&Actual);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 206 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 207
chrigelburri 0:31f7be68e52d 208 /* position calculation */
chrigelburri 0:31f7be68e52d 209
chrigelburri 0:31f7be68e52d 210 /* Set the state of speed from Left und Right Wheel*/
chrigelburri 6:48eeb41188dd 211 stateLeft.speed = motorControllerLeft->getActualSpeed() *
chrigelburri 6:48eeb41188dd 212 2.0f * WHEEL_RADIUS_LEFT * PI * GEAR;
chrigelburri 6:48eeb41188dd 213 stateRight.speed = - motorControllerRight->getActualSpeed() *
chrigelburri 8:696c2f9dfc62 214 2.0f * WHEEL_RADIUS_RIGHT * PI * GEAR ;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 215
chrigelburri 0:31f7be68e52d 216 /* translational speed of the Robot (average) */
chrigelburri 8:696c2f9dfc62 217 Actual.speed = (stateRight.speed + stateLeft.speed) / 2.0f;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 218
chrigelburri 0:31f7be68e52d 219 /* rotational speed of the Robot */
chrigelburri 8:696c2f9dfc62 220 Actual.omega = (stateRight.speed - stateLeft.speed) / WHEEL_DISTANCE;
chrigelburri 0:31f7be68e52d 221
chrigelburri 1:6cd533a712c6 222 /* rotational theta of the Robot integrate the omega with the time*/
chrigelburri 0:31f7be68e52d 223 Actual.theta += Actual.omega * period;
chrigelburri 3:92ba0254af87 224 Actual.theta = PiRange(Actual.theta);
chrigelburri 6:48eeb41188dd 225
chrigelburri 1:6cd533a712c6 226 /* translational X and Y Position. integrate the speed with the time */
chrigelburri 1:6cd533a712c6 227 Actual.xposition += (Actual.speed * period * cos(Actual.theta));
chrigelburri 1:6cd533a712c6 228 Actual.yposition += (Actual.speed * period * sin(Actual.theta));
chrigelburri 0:31f7be68e52d 229
chrigelburri 1:6cd533a712c6 230 // Actual.thetaCompass = compass->getFilteredAngle();
chrigelburri 1:6cd533a712c6 231 /* translational X and Y Position. integrate the speed with the time theta from compass */
chrigelburri 1:6cd533a712c6 232 // Actual.xposition += - (Actual.speed * period * cos(Actual.thetaCompass));
chrigelburri 1:6cd533a712c6 233 // Actual.yposition += (Actual.speed * period * sin(Actual.thetaCompass));
chrigelburri 2:d8e1613dc38b 234
chrigelburri 1:6cd533a712c6 235 /* motor control */
chrigelburri 1:6cd533a712c6 236 if ( isEnabled() && ( getDistanceError() >= MIN_DISTANCE_ERROR ) ) {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 237
chrigelburri 1:6cd533a712c6 238 /* postition control */
chrigelburri 2:d8e1613dc38b 239
chrigelburri 1:6cd533a712c6 240 speed = K1 * getDistanceError() * cos( getThetaErrorToGoal() );
chrigelburri 2:d8e1613dc38b 241 omega = K2 * getThetaErrorToGoal() +
chrigelburri 6:48eeb41188dd 242 K1 * ( ( sin(getThetaErrorToGoal()) * cos(getThetaErrorToGoal()) ) /
chrigelburri 6:48eeb41188dd 243 (getThetaErrorToGoal()) ) * ( getThetaErrorToGoal() + K3 * getThetaGoal() );
chrigelburri 0:31f7be68e52d 244
chrigelburri 6:48eeb41188dd 245 motorControllerLeft->setVelocity( ( ( (2 * speed) - (WHEEL_DISTANCE * omega) ) / 2 ) /
chrigelburri 6:48eeb41188dd 246 (2 * WHEEL_RADIUS_LEFT * PI * GEAR) );
chrigelburri 6:48eeb41188dd 247 motorControllerRight->setVelocity(-( ( (2 * speed) + (WHEEL_DISTANCE * omega) ) / 2) /
chrigelburri 6:48eeb41188dd 248 (2 * WHEEL_RADIUS_RIGHT * PI * GEAR) );
chrigelburri 0:31f7be68e52d 249
chrigelburri 0:31f7be68e52d 250 } else {
chrigelburri 0:31f7be68e52d 251
chrigelburri 0:31f7be68e52d 252 motorControllerLeft->setVelocity(0.0f);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 253 motorControllerRight->setVelocity(0.0f);
chrigelburri 0:31f7be68e52d 254
chrigelburri 1:6cd533a712c6 255 }
chrigelburri 0:31f7be68e52d 256 }
chrigelburri 3:92ba0254af87 257
chrigelburri 3:92ba0254af87 258 float RobotControl::PiRange(float theta)
chrigelburri 3:92ba0254af87 259 {
chrigelburri 3:92ba0254af87 260 if(theta <= -PI) {
chrigelburri 3:92ba0254af87 261 return theta += 2*PI;
chrigelburri 3:92ba0254af87 262 } else if (theta > PI) {
chrigelburri 3:92ba0254af87 263 return theta -= 2*PI;
chrigelburri 3:92ba0254af87 264 } else {
chrigelburri 3:92ba0254af87 265 return theta;
chrigelburri 3:92ba0254af87 266 }
chrigelburri 3:92ba0254af87 267 }