Webots常用的执行器（Python版）

news2024/11/25 18:59:42

文章目录

1. RotationalMotor
2. LinearMotor
3. Brake
4. Propeller
5. Pen
6. LED

1. RotationalMotor

# -*- coding: utf-8 -*-
"""motor_controller controller."""

from controller import Robot

# 实例化机器人
robot = Robot()

# 获取基本仿真步长
timestep = int(robot.getBasicTimeStep())

# 关联设备
motor = robot.getMotor('my_Rmotor')

# 设置电机运行模式为速度模式
motor.setPosition(float('inf'))
motor.setVelocity(1)

# Main loop:
while robot.step(timestep) != -1:
    pass

2. LinearMotor

# -*- coding: utf-8 -*-
"""linear motor controller."""

from controller import Robot
import math


robot = Robot()
timestep = int(robot.getBasicTimeStep())

motor = robot.getMotor('my_lMotor')
#motor.setPosition(float('inf'))
#motor.setVelocity(0)

# Main loop:
count = 0
while robot.step(timestep) != -1:
    #motor.setVelocity(1)
    motor.setPosition(math.sin(count)*0.5)
    count += 0.1

3. Brake

setDampingConstant(dampingConstant)函数设置关节的阻尼常数（单位Ns/m或者Nms），如果JointParameters设置了阻尼常数，那么所产生的的dampingConstant系数是JointParameters中的dampingConstant与使用该函数所设置的dampingConstant的和。即：
$实际作用的 d am p in g C o n s t an t = J o in t 中的 d am p in g C o n s t an t + F u n c t i o n 设置的 d am p in g C o n s t an t$

# -*- coding: utf-8 -*-
"""brake controller."""

from controller import Robot
from controller import Motor
from controller import Brake

robot = Robot()

timestep = int(robot.getBasicTimeStep())

motor = robot.getMotor('my_Rmotor')
#motor.enableTorqueFeedback(timestep)
brake = robot.getBrake('my_brake')

motor.setTorque(0)

# Main loop:
count = 0
while robot.step(timestep) != -1:
    count += 1
    print(count)
    #print("motor torque"+str(motor.getTorqueFeedback()))
    motor.setTorque(0.5)
    if count > 50:
        brake.setDampingConstant(1)
    if count >300:
        count = 0
        brake.setDampingConstant(0)

4. Propeller

在这里插入图片描述

合成推力计算： $T = t 1 * ∣ o m e g a ∣ * o m e g a - t 2 * ∣ o m e g a ∣ * V$
其中thrustConstants中定义的两个常数为式中的t1和t2，omega为电机角速度，V是推力中心沿轴心线速度的分量。推力施加在centerOfThruse中指定的点上
合成力矩计算： $Q = q 1 * ∣ o m e g a ∣ * o m e g a - q 2 * ∣ o m e g a ∣ * V$
其中q1和q2为torqueConstants中定义的常数

以上公式计算来自：Thor I. Fossen的"Guidance and Control of Ocean Vehicles"和Raymond W. Prouty的"Helicopter Performance, Stability, and Control"

几个重要节点：

shaftAxis：定义沿其施加合力和扭矩的轴
centerOfThrust：定义推力的施加点
thrustConstants：定义推力计算公式中的两个常数，正旋与反旋只需将此字段中的数值设置为相反数。即正旋时，此字段数值为正，那么反旋则为此数值的负值即可
torqueConstants：定义转矩计算公式中的两个常数

thrustConstants和torqueConstants中的常数，在现实中，其数值由螺旋桨的倾角和方向决定

fastHelixThreshold：从slowHelix切换到fastHelix阀值，默认为24π rad/s
device：旋转电机放置的设备节点
fastHelix和slowHelix：如果不为NULL，那么必须使用Solid节点设置这些属性；如果 $∣ o m e g a ∣ > f a s t He l i x T h res h o l d$ ，那么只有在fastHelix中定义的Solid是可见的，反之则只有在slowHelix中定义的Solid是可见的。

5. Pen

比较重要，通常用于显示机器人的移动轨迹，笔的绘制方向与节点-y向重合
几个重要节点：

inkColor：定义笔迹颜色，可通过函数定义/修改
inkDensity：定义颜色密度，在[0,1]之间
leadSize：定义笔迹宽度
maxDistance：定义笔与绘制表明之间最大距离，该值≤0表示绘制距离无限
write：使能笔的书写功能，可由函数控制
WorldInfo节点的inkEvaporation控制墨水消失的速度

遗憾的是，貌似只能在对象上绘制

6. LED

LED虽然在实际控制中没什么作用，但是通过LED的灯光显示我们可以传递一些信息，尤其是在实际机器人当中。

① 颜色设置在LED节点下的color设置
② LED.set(2)时，打开第二种颜色

注意，设置的值不能超过color中设置的颜色种类
③ gradual节点定义LED节点的类型。若gradual=TRUE，color列表为空，则为RGB LED，set()函数此时接收的值为十六进制RGB颜色值（即R8G8B8），例如红色为0xff0000；gradual=FALSE，包含只有一种颜色，则为单色LED；包含多种颜色，则为多色LED；

"""LED_controller controller."""

from controller import Robot

robot = Robot()
timestep = int(robot.getBasicTimeStep())

LED = robot.getLED('my_led')

# Main loop:
count = 0
while robot.step(timestep) != -1:
    count += 1
    print(count)
    print("LED状态：" + str(LED.get()))
    if count > 20:
        LED.set(1)# 打开LED，强度255
    if count > 40:
        LED.set(0)# 关闭LED，强度0
        count = 0

# Main loop:
count = 0
while robot.step(timestep) != -1:
    count += 1
    print(count)
    print("LED状态：" + str(LED.get()))
    if count > 20:
        LED.set(0xff0000)
    if count > 40:
        LED.set(0x00ff00)
    if count > 60:
        LED.set(0)
        count = 0