在 Octave/Matlab 中旋转移动的 2d 图

Question

我必须创建一个模拟真空吸尘器机器人的程序。我们必须用 Octave 来做。

Main()
  clear all;

  %Initalisierung der Raummatrix, damit nachher abgefragt werden kann
  XMatrix = 0;
  YMatrix = 0;

  %"Winkel festsetzten"
  t=1;
  h=1;
  hold on
  %Startpunkte vom Punkt
  x = 20;
  y = 15;
  alpha = 45; 

  xalt= 10;
  yalt= 10;

  %Hier die Methode ändern um verschiedene Räume einzulesen
  [XMatrix,YMatrix] = RaummitsechsEcken();

  %plot Funktion wird gespeichert
  p =  plot(x,y,'*');
  %p1 = plot(x,y,xalt,yalt);

 while(true)


  pause(0.001) 

  %alte Position speichern
  xalt = get(p,'XData');
  yalt = get(p,'YData');

  %Bewegungsberechnung
  set(p,'YData',get(p,'YData')+0.1*t);
  set(p,'XData',get(p,'XData')+0.1*h);

  % Strich plot

    %Kollisionabfrage
    if(inpolygon(get(p,'XData'),get(p,'YData'),XMatrix,YMatrix) == false)

      %Alte Position zurückspielen    
      set(p,'XData',xalt);
      set(p,'YData',yalt);

      %Neue Winkelberechnung(random)
     t =  -1+rand(1)*(1-(-1));
      h =  -1+rand(1)*(1-(-1));


    endif

  endwhile

endfunction


function[X,Y] = RaummitsechsEcken()

X = [10 18 10 30 22 30 10];
Y = [1 16 30 30 16 1 1];

plot(X,Y)
hold on
endfunction

代码的问题是当 "robot" 撞到墙上时，他会随机生成一个新的天使并以这种方式移动。这里的问题是机器人具有相同的角度和速度变量。所以速度随角度变化。我现在的问题是，是否有人知道如何以相同的速度移动我的点，但在机器人撞墙时改变方向而不是速度。我已经搜索了一个旋转矩阵，但我不能让它工作。希望对您有所帮助！

菲利克斯

Answer 1

解决方案有点棘手。当您在笛卡尔坐标系中设置机器人的新位置时，角度和速度总是会同时变化，因为 x 和 y 坐标控制这两个参数。但是有一个非常简单的解决方案，如果您使用将笛卡尔坐标转换为极坐标，您将获得角度和大小。用恒定速度因子替换大小并再次计算 h 和 t 值，即笛卡尔坐标。所以你只需要在代码中添加这些 three 行。

angle = atan2(t,h);
t = speedFactor*sin(angle);
h = speedFactor*cos(angle);

您的代码将如下所示：

Main()
  clear all;


  % You can control speed by increasing or decreasing this parameter.
  speedFactor = 0.1;


  %Initalisierung der Raummatrix, damit nachher abgefragt werden kann
  XMatrix = 0;
  YMatrix = 0;

  %"Winkel festsetzten"
  t=1;
  h=1;



  hold on
  %Startpunkte vom Punkt
  x = 20;
  y = 15;
  alpha = 45; 

  xalt= 10;
  yalt= 10;

  %Hier die Methode ändern um verschiedene Räume einzulesen
  [XMatrix,YMatrix] = RaummitsechsEcken();

  %plot Funktion wird gespeichert
  p =  plot(x,y,'*');
  %p1 = plot(x,y,xalt,yalt);

 while(true)


  pause(0.001) 

  %alte Position speichern
  xalt = get(p,'XData');
  yalt = get(p,'YData');

  %Bewegungsberechnung
  set(p,'YData',get(p,'YData')+0.1*t);
  set(p,'XData',get(p,'XData')+0.1*h);

  % Strich plot

    %Kollisionabfrage
    if(inpolygon(get(p,'XData'),get(p,'YData'),XMatrix,YMatrix) == false)

      %Alte Position zurückspielen    
      set(p,'XData',xalt);
      set(p,'YData',yalt);

      %Neue Winkelberechnung(random)
       t =  -1+rand(1)*(1-(-1));
      h =  -1+rand(1)*(1-(-1));

      angle = atan2(t,h);
      t = speedFactor*sin(angle);
      h = speedFactor*cos(angle);


    endif

  endwhile

endfunction


function[X,Y] = RaummitsechsEcken()

X = [10 18 10 30 22 30 10];
Y = [1 16 30 30 16 1 1];

plot(X,Y)
hold on
endfunction

Answer 2

除了仅使用角度外，您还应该将轴设置为 "equal" 以获得速度的正确视觉印象。

p =  plot (x, y, '*');
axis ("equal");

并在计算新位置

set(p,'YData',get(p,'YData')+0.2*sin(alpha));
set(p,'XData',get(p,'XData')+0.2*cos(alpha));

碰撞后

alpha = 2*pi*rand ();

这给了（我还修改了你的房间，让它更有趣）

在 Octave/Matlab 中旋转移动的 2d 图

Rotation of a moving 2d plot in Octave/Matlab

matlab

octave