Arbitraż¶

Hard switching¶

Robot inicjalizuje się w stanie go_to_goal. Jadąc do celu jednocześnie mierzy odległość od przeszkody oraz estymuje swoje położenie. Gdy robot niebezpiecznie zbliży się do przeszkody, tzn. odległość od przeszkody jest mniejsza, niż pewna zadana wartość \(d_o\) (guard at_obstacle), robot porzuca jazdę do celu i zaczyna jechać od przeszkody (jest w stanie avoid_obstacles). W momencie, gdy robot oddali się od przeszkody na bezpieczną odległość \(d_o+\varepsilon\) (guard obstacle_cleared), przełącza się z powrotem do zachowania go_to_goal. Jednocześnie w obu tych stanach, jeśli odległość od celu jest mniejsza, niż np. połowa szerokości robota \(L\) (guard at_goal), robot przechodzi do zachowania Hold i program kończy swoje działanie. Pełną maszynę stanów przedstawia poniższy schemat.

Blending¶

Blending polega na łączeniu obu zachowań. Wektor sterujący robota jest sumą ważoną wektorów \(u_{gtg}\) oraz \(u_{ao}\). Waga \(\alpha\) jest albo zadana na stałe, albo jest np. funkcją odległości od przeszkody (jak w przykładach omawianych na wykładzie). Wektory przed sumowaniem należy znormalizować. Wypadkowy wektor sterujący ma postać:

Blending w programie jest implementowany jako oddzielny stan. Maszyna stanów składa się z tylko dwóch stanów (blending oraz hold) oraz jednego przejścia między nimi (guard at_goal).

Kompletna maszyna stanów¶

Kompletna maszyna stanów realizuje wszystkie wymienione wcześniej zachowania. Robot startuje w stanie go_to_goal, przy pewnej odległości od przeszkody (guard at_obstacle i powrotny obstacle_cleared) przechodzi do stanu blend. Jeśli robot realizujący zachowanie blend znajdzie się niebezpiecznie blisko przeszkody (guard unsafe oraz powrotny safe), to przełącza się do zachowania avoid_obstacles. W każdym z tych zachowań jeśli robot dojedzie do celu, to przełącza się do stanu hold i program kończy działanie. Pełną maszynę stanów przedstawia poniższy diagram.

Modyfikacja avoid_obstacles¶

W poprzednim ćwiczeniu wyznaczanie wektora dla zachowania avoid_obstacles różniło się od tego, które było omawiane na wykładzie. Aby otrzymać “czysty” wektor skierowany od przeszkody należy kod z poprzedniego ćwiczenia zmodyfikować. Najprościej można to zrobić odejmując od wartości odczytywanej przez każdy z czujników odpowiednią wartość maksymalną. Wtedy wektor od czujnika nie widzącego przeszkody będzie zerowy, a dla czujnika widzącego przeszkodę wektor będzie skierowany przeciwnie a jego wartość będzie rosła ze zbliżaniem się do przeszkody.