【分享帖】机器人运动预测
阿布
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2021-10-07
直接上干货。
首先我们的目的很明确，就是要打运动的机器人。
已知条件（识别那块就不说了）：
- 己方机器人的云台角度，yaw，pitch，记为j-yaw，j-pitch
- 敌方装甲板在相机中解算出的角度yaw，pitch，记为d-yaw，d-pitch
- 可以通过相机算出相机到装甲板的大致距离dis
- 射速v（取均值），发射时俯仰角α
- 由3 4可推导出弹丸飞行时间t水平方向：j-yaw为机器人云台上的绝对角度，d-yaw为相机中目标相对于图像中心（瞄准基线）的相对角度。假设目标始终在视野范围内，转动云台则j-yaw的变化值delta-j-yaw与d-yaw的变化值delta-d-yaw相等（不等就将d-yaw这个数据处理使delta-j-yaw与delta-d-yaw强制相等）。在此处定义一个概念目标角度a-yaw=j-yaw+d-yaw。且delta-j-yaw=delta-d-yaw。基于此不难发现目标角度a-yaw只与敌我双方的相对位置相关，与运动状态无关，与我正视还是斜视无关。每处理一帧图像则会更新目标角度a-yaw。一旦敌我双方相对位置改变时，a-yaw则会发生变化（谁动都无所谓，两个都动也可），变化角度为delta-a-yaw，耗时为delta-t，即两帧图像时间差（假如处理能到50帧，就是20ms）。角速度为Omega=delta-a-yaw/delta-t。再微分一次就得到角加速度a。那么Omega*t+0.5a*t^2就是预瞄的角度啦，做个闭环让d-yaw=Omega*t+0.5a*t^2就打上了。竖直方向就按照抛物线算即可，这个方向变化不是太大。方法亲测有效，我是搞电控的，我感觉这个方法比起卡尔曼滤波更平易近人，通俗易懂大家可以试试，后期在搞毕业的事，也没有什么视频。第一次写这种东西，感觉写的乱七八糟的，大家凑合看吧，希望能有用，有问题可以直接交流。军临战队敖布和QQ：848533123
附上matlab的演示代码。
clc; clear;
% 初始化一个电影矩阵
M = moviein(1000);
% 创建电影
a=0;
m=0;
n=0;
l=50;
for i=1:l:10000
lasta=a;
x=3*i-3*(0.01*i)^2;
% y=5000-(0.01*i)^2;
y=5000-0.1*i;
m=1*i;
n=0;
plot(x,y,'o');
hold on;
a=atan((x-m)/(y-n));
b=(a-lasta)/l;
c=sqrt((x-m)^2+(y-n)^2)/15*b;
d=a+c;
plot(m,n,'x');
hold on;
q=0:1:10000;
u=1/tan(d)*q+n-1/tan(d)*m;
plot(q,u);
% axis equal;
axis([0 10000 0 5000])
% 调用getframe函数生成每个帧
M(i) = getframe;
end
movie(M, 1);
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