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feat: 実機ロボット制御挙動の再現機能を追加#9

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@HansRobo
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概要

grSimシミュレータで実機ロボット(Orion)と同じ制御アルゴリズム・挙動を再現する機能を実装しました。

背景

チーム(Orion)の実機ロボットとgrSimシミュレータで、以下の差異がありました:

項目 grSim 実機 (G474_Orion)
ホイール角度 60°, 135°, 225°, 300° 30°, 315°, 225°, 150°
ホイール半径 0.027m 0.028m
ロボット半径 0.09m 0.08m
最大速度 5 m/s 7 m/s
逆運動学 標準式 Orion独自式
加速度制御 固定 4 m/s² 方向依存
滑り補正 なし X:1.1倍, Y:1.3倍

主な変更

1. RobotSettings構造体の拡張 (include/configwidget.h)

高度な制御パラメータを追加:

  • AccelDeccelRatio: 減速時加速度倍率(デフォルト: 1.0)
  • AccelBackSideRatio: 後方加速時倍率(デフォルト: 1.0)
  • SlipCorrectionX/Y: 滑り補正係数(デフォルト: 1.0)
  • KinematicsMode: 逆運動学モード(0:標準, 1:Orion, デフォルト: 0)

2. 設定読み込み処理 (src/configwidget.cpp)

AdvancedControlセクションから新パラメータを読み込み、デフォルト値で後方互換性を確保。

3. Robot::setSpeed()の改修 (src/robot.cpp)

実機のcontrol_speed.cを参考に以下を実装:

滑り補正

dReal corrected_vx = vx * cfg->robotSettings.SlipCorrectionX;
dReal corrected_vy = vy * cfg->robotSettings.SlipCorrectionY;

方向依存の加速度制御

  • 後方加速時: 上限クリップ処理(実機の実装に忠実)
  • 減速時: vel_now[i] * accel[i] <= 0 による減速判定で係数適用

2つの逆運動学モード

  • モード0(標準): (R*ω - vx*sin(α) + vy*cos(α)) / R_wheel
  • モード1(Orion): (vy*sin(α) + vx*cos(α) + R*ω) / (π*D)

4. Orion.ini設定ファイルの追加 (config/Orion.ini)

実機パラメータを設定:

[Geometery]
Radius = 0.080
WheelRadius = 0.028
Wheel1Angle = 30
Wheel2Angle = 315
Wheel3Angle = 225
Wheel4Angle = 150

[Physics]
VelAbsoluteMax=7.0

[AdvancedControl]
AccelDeccelRatio = 1.8
AccelBackSideRatio = 0.7
SlipCorrectionX = 1.1
SlipCorrectionY = 1.3
KinematicsMode = 1

実機コードとの整合性

実機(G474_Orion)のCore/Src/control_speed.cの実装を参考に、以下を忠実に再現:

  • 後方加速時の上限クリップ処理(line 46-48)
  • 速度と加速度の符号による減速判定(line 52-54)
  • X/Y方向それぞれでの減速判定

後方互換性

✅ 既存の設定ファイル(Parsian.ini等)は変更不要
✅ 新パラメータはすべてデフォルト値で標準動作を維持
✅ 既存チームの動作に影響なし

テスト方法

  1. grSimを起動
  2. GUI設定でBlue TeamまたはYellow TeamOrionに設定
  3. 実機と同じコマンドを送信して挙動を比較

検証結果

逆運動学の動作を検証プログラムで確認済み:

  • 標準モードとOrionモードで異なるホイール速度が出力される
  • ホイール角度の違いが正しく反映される

🤖 Generated with Claude Code

grSimシミュレータで実機ロボット(Orion)と同じ制御アルゴリズム・挙動を再現する機能を実装。

## 主な変更

### RobotSettings構造体の拡張 (include/configwidget.h)
- AccelDeccelRatio: 減速時加速度倍率(デフォルト: 1.0)
- AccelBackSideRatio: 後方加速時倍率(デフォルト: 1.0)
- SlipCorrectionX/Y: 滑り補正係数(デフォルト: 1.0)
- KinematicsMode: 逆運動学モード(0:標準, 1:Orion, デフォルト: 0)

### 設定読み込み処理の追加 (src/configwidget.cpp)
- AdvancedControlセクションから新パラメータを読み込み
- デフォルト値で後方互換性を確保

### Robot::setSpeed()の改修 (src/robot.cpp)
- 滑り補正の適用
- 実機に基づく方向依存の加速度制御
  - 減速時: AccelDeccelRatio倍(実機: 1.8倍)
  - 後方加速時: 上限クリップ処理(実機: 0.7倍)
- 2つの逆運動学モードをサポート
  - モード0(標準): (R*ω - vx*sin(α) + vy*cos(α)) / R_wheel
  - モード1(Orion): (vy*sin(α) + vx*cos(α) + R*ω) / (π*D)

### Orion.ini設定ファイルの追加 (config/Orion.ini)
- 実機パラメータの設定
  - ホイール角度: 30°, 315°, 225°, 150°
  - ホイール半径: 0.028m
  - ロボット半径: 0.08m
  - 最大速度: 7.0 m/s
- 高度な制御パラメータ
  - AccelDeccelRatio: 1.8
  - AccelBackSideRatio: 0.7
  - SlipCorrectionX: 1.1
  - SlipCorrectionY: 1.3
  - KinematicsMode: 1

## 実機コードとの整合性

実機(G474_Orion)のcontrol_speed.cの実装を参考に、以下を忠実に再現:
- 後方加速時の上限クリップ処理
- 速度と加速度の符号による減速判定
- X/Y方向それぞれでの減速判定

## 後方互換性

既存の設定ファイル(Parsian.ini等)は変更不要。
新パラメータはすべてデフォルト値で標準動作を維持。

🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.ai/code)
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