[AI-Steering编程]五.追捕行为

本文详细介绍了追捕行为算法的原理及其实现方法,通过预测目标的未来位置来进行有效追击,对比了追捕与寻找行为的不同,并提供了具体的代码示例。

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五.追捕行为 追捕行为实际是寻找行为的一种(这句话好耳熟啊,哈哈,上一章里就说过了).
5.1 目的
计算追逐对象的未来目标,实现有效的追捕
5.2 实现
计算目标的”未来位置”,机车先发制人,在”未来目标”等着目标.
5.3 讨论
关于追捕与寻找的区别 ,看一下示例 ”5-1-Compare.swf就明白了
5-1-Compare.swf (4.23 KB)


5-1-compare.jpg


如上图所示,白色机车以恒定的速度向右移动,红色的机车以seek的方式”寻找”机车,其中红色的虚线是其路线,而蓝色的机车是以pursue的方式”追捕”机车,蓝色的虚线是其路线. 这样再解释起来就简单多了.
要想追上你的目标,有两种方法,一是你的速度比目标快,二是在目标前面等着他.
对于第一种情况,在我们的代码 中,所有机车的最大速度都一样,都是maxSpeed.所以这个方法不是我们本节讨论的内容.
再看第二种方法,在目标的前面等着它,什么意思?就像我的示例” 5-1-Compare.swf”里一样,白色机车以恒定的速度像右移动.要想在它前面等着就要知道这个”未来目标”地方在哪里,我们把这个”未来目标”定义为predictedTarget;
5-1-分解.jpg


如上图所示,predictedTarget应该等于机车的位置加上distance,这个没有疑问吧.即vech.position.add(distance.position);所以下面的问题就是这个distance应该怎么算呢?
距离肯定就是速度乘以时间了,白色机车的速度是vech.velocity,这是一个已知量,不用担心,那么问题的最后就是计算这个时间了.
想一想,在我们追到目标之前,目标有多长的时间可以逃跑?就是我们追他的这段时间嘛lookAheadTime,这个时间就是我们与目标之间的距离除以我们的宿舍啊!转换到机车来想就是:

lookAheadTime = pursuer.position.dist(vech.position)/maxSpeed;

你有可能就问了:”pursuer与白色机车vech的距离不是一直在变化中的啊,那怎么算啊?”哈哈,刚好,我的lookAheadTime也是及时更新的,看下下面的代码你就知道了!

                   public function pursue(target:Vehicle):void {
                            var lookAheadTime:Number = target.position.dist(_position) / _maxSpeed;
                            //计算此时追上目标的预计时间,即lookAheadTime.
                            var predictedTarget:Vector2D = target.position.add(target.velocity.multiply(lookAheadTime));
                            //在这段时间内,目标以现在的速度,预计会到达的位置,即"未来目标"
                            seek(predictedTarget);
                            //寻找这个"未来目标"
                   }

在下面的示例 ” 5-1-Pursue.swf” , 我创建了三个对象 , 白色的 vech, 红色的 seeker 和蓝色的 pursuer. 他们之间关系 ,vech.flee(seeker),seeker.seek(vech),pursuer.pursue(vech).
5-1-Pursue.swf (4.22 KB)


文档 Pursue 类如下 , 我就不做过多的解释了 :

package 
{
         import flash.display.Graphics;
         import flash.display.Sprite;
         import flash.events.Event;
        
         import ladeng6666.steering.Vector2D;
         import ladeng6666.steering.Vehicle;
         import ladeng6666.steering.TargetObj;

         public class Pursue extends Sprite
         {
                   private var vech:Vehicle;                           //机车实例          
                   private var seeker:Vehicle;                        //添加红色的机车,来seek白色的机车
                   private var pursuer:Vehicle                       //添加蓝色的的机车,来pursue白色的机车
                  
                   public function Pursue()
                   {
                            vech = new Vehicle();
                            vech.position = new Vector2D(100, 200);
                            vech.edgeBehavior = Vehicle.BOUNCE;
                            seeker = new Vehicle(0xff0000);
                            seeker.edgeBehavior = Vehicle.BOUNCE;
                            pursuer = new Vehicle(0x0000ff);
                           
                            addChild(vech);
                            addChild(seeker);
                            addChild(pursuer);
                           
                            addEventListener(Event.ENTER_FRAME, enterFrameHandler);
                   }
                   //按照帧频随速度更新机车的位置
                   private function enterFrameHandler(e:Event):void {
                            vech.flee(seeker.position);
                            vech.update();
                           
                            seeker.seek(vech.position);
                            seeker.update();
                           
                            pursuer.pursue(vech);
                            pursuer.update();
                   }
         }
}


本章的源码 如下:
chapter5.rar (19.76 KB)

<think>我们正在讨论的是ROS Noetic中的`libackermann_steering_controller.so`共享库文件。根据ROS的包命名惯例和控制器类型,我们可以推断: 1. **包名分析**: - 文件名`libackermann_steering_controller.so`中的`ackermann_steering_controller`部分通常对应ROS控制器包的名称。 - 在ROS中,控制器插件通常以动态库形式提供,并以`lib<controller_name>.so`命名。 2. **官方控制器包**: - ROS官方提供的控制器包是`ros_controllers`,其中包含多种控制器,如差分驱动、关节状态控制器等。 - 阿克曼转向控制器(Ackermann Steering Controller)是其中一种用于前轮转向车辆的控制器。 3. **安装验证**: - 安装`ros-noetic-ros-controllers`包后,该库文件应位于`/opt/ros/noetic/lib/`目录下。 - 可以通过以下命令验证: ```bash ls /opt/ros/noetic/lib/libackermann_steering_controller.so ``` 4. **功能说明**: - 该控制器插件用于实现阿克曼转向车辆的转向控制,通常与驱动控制器(如`ackermann_drive_controller`)配合使用。 - 它接收`ackermann_msgs/AckermannDriveStamped`类型的消息来控制转向角度和速度。 因此,**`/opt/ros/noetic/lib/libackermann_steering_controller.so`确实是阿克曼转向控制器插件**,属于`ros-noetic-ros-controllers`包的一部分。 ### 验证步骤 1. **检查文件是否存在**: ```bash ls /opt/ros/noetic/lib/libackermann_steering_controller.so ``` 2. **查看包归属**(需安装`apt-file`): ```bash sudo apt update sudo apt install apt-file sudo apt-file update apt-file search libackermann_steering_controller.so ``` 预期输出: ``` ros-noetic-ros-controllers: /opt/ros/noetic/lib/libackermann_steering_controller.so ``` 3. **查阅文档**: - 官方文档:http://wiki.ros.org/ackermann_steering_controller ### 相关问题 1. 如何在ROS中配置阿克曼转向控制器参数? 2. `ackermann_steering_controller`与`ackermann_drive_controller`有何区别? 3. 如何为阿克曼转向车辆编写URDF模型? 4. 如何调试阿克曼控制器的TF变换问题?[^3]</think>是的,**`/opt/ros/noetic/lib/libackermann_steering_controller.so` 是阿克曼转向控制器插件**,属于 ROS Noetic 官方控制器包的一部分。以下是详细说明: ### 1. **插件来源确认** - **包归属**:该共享库文件属于 `ros-noetic-ros-controllers` 包 - **安装验证**: ```bash # 检查包安装状态 dpkg -L ros-noetic-ros-controllers | grep libackermann_steering_controller.so # 预期输出 /opt/ros/noetic/lib/libackermann_steering_controller.so ``` ### 2. **功能说明** 此插件提供: - **阿克曼转向几何实现**:解决内外轮转角差异问题 - **前轮转向控制接口**:接收转向角度指令(`ackermann_msgs/AckermannDriveStamped`) - **与驱动控制器协同工作**:通常与 `ackermann_drive_controller` 配合使用 ### 3. **使用场景** 在阿克曼车辆仿真中: ```xml <!-- URDF控制器配置示例 --> <gazebo> <plugin name="ackermann_steering" filename="libackermann_steering_controller.so"> <commandTopic>ackermann_cmd</commandTopic> <steeringJoint>front_left_steering_joint</steeringJoint> <steeringRatio>15.0</steeringRatio> </plugin> </gazebo> ``` ### 4. **相关依赖包** 根据引用[2][3]建议,完整阿克曼仿真需安装: ```bash sudo apt-get install \ ros-noetic-ackermann-msgs \ ros-noetic-ros-controllers \ ros-noetic-gazebo-ros-control \ ros-noetic-joy ``` ### 5. **常见问题排查** 若控制器报错(如引用[3]的TF警告): 1. 检查插件是否加载: ```bash rospack plugins --attrib=plugin gazebo_ros ``` 2. 验证消息类型兼容性: ```bash rosmsg show ackermann_msgs/AckermannDriveStamped ``` --- ### 相关问题 1. 如何配置阿克曼转向控制器的转向比率参数? 2. `libackermann_steering_controller.so` 和 `libgazebo_ros_ackermann_drive.so` 有何区别? 3. 如何调试阿克曼车辆仿真中的TF重复数据警告?[^3] 4. 阿克曼转向几何在ROS中如何数学建模?$(\delta_{inner} > \delta_{outer})$
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