unetstack - 如何在模拟中以正交割草机模式进行测量的连接的 2-UAV 的节点(USV)动态计算路径？

Question

我正在编写一个涉及 2-UUV 和 1-USV 的模拟脚本。两种水下车辆都在正交割草机运动模型中进行测量。我想留在两辆车的范围内，所以他们从同一个起点开始。我想知道如何定义 USV运动模型以这样的方式始终在UUV的通信范围内是大部分时间。

基本上我如何手动向 USV 提供动态路径规划/运动模型这样我就可以与双方沟通 UUV大多数时候 ？甚至有可能吗？有人可以提供一个基本的例子或指出我正确的方向吗？

这是我的模拟脚本:

import org.arl.fjage.RealTimePlatform
import org.arl.unet.sim.MotionModel

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// display documentation

println '''
Bedford Basin AUV node network
------------------------------

Node USV-1: tcp://localhost:1101, http://localhost:8081/
Node UUV-1: tcp://localhost:1102, http://localhost:8082/
Node UUV-2: tcp://localhost:1103, http://localhost:8083/

------------------------------
------------------------------
'''

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// simulator configuration

platform = RealTimePlatform   // use real-time mode
// origin = [44.696178,-63.632992] // Bedford basin GPS co-ordinates 
origin = [44.434153,-63.251702]

simulate{
  def n1 = node 'USV', location: [0.m, -100.m,  1.8.m], heading: 45.deg, mobility: true, web: 8081, api: 1101, stack: "$home/etc/setup"
    n1.motionModel = MotionModel.lawnmower(speed: 0.5.mps, leg: 200.m, spacing: 50.m, legs: 17) 
                      
  def n2 = node 'UUV-1', location: [0.m,  0.m,  30.m], heading: 90.deg, mobility: true, web: 8082, api: 1102, stack: "$home/etc/setup"
    // n2.motionModel = MotionModel.lawnmower(speed: 3.3554.mps, leg: 6000.m, spacing: 40.m, legs: 150)
    n2.motionModel = MotionModel.lawnmower(speed: 0.3.mps, leg: 1000.m, spacing: 50.m, legs: 20)
  def n3 = node 'UUV-2', location: [0.m,  0.m,  30.m], heading: 180.deg, mobility: true, web: 8083, api: 1103, stack: "$home/etc/setup"
    //  n3.motionModel = MotionModel.lawnmower(speed: 3.3554.mps, leg: 6000.m, spacing: -40.m, heading:90.deg, legs: 150)
     n3.motionModel = MotionModel.lawnmower(speed: 0.3.mps, leg: 1000.m, spacing: -50.m, heading:90.deg, legs: 20)
}

我如何使用 platform = DiscreteEventSimulator与运动模型？如果我想在更短的时间内模拟数小时的模拟？

引用:

“使用单个信标进行合作水下仅测距导航的路径规划”，M.Chitre

Answer 1

Unet 模拟器支持多级运动模型，具体取决于模拟所需的复杂性。
NodeInfo每个模拟节点中的代理实现了一个基本的动力学模型。使用 mobility 打开模型可以在模拟脚本中或直接在 NodeInfo 上设置的标志代理人。当mobility启用后，代理会自动更新 location基于运动参数，如 speed和 heading使用简单的动力学模型。这可以方便地模拟节点的运动，例如，AUV 游离水下调制解调器。
我们可以通过手动更新模拟中一个节点的参数来轻松实现这一点。使用 2-node-network来自 Unet IDE 的示例。 IDE 的“ map ” View 可以方便地可视化节点的运动。连接节点A的WebShell，设置mobility , heading , 和 speed参数。随着模拟的继续，节点 A 的位置将根据 speed 继续更新。和 heading .

// On Node A's shell, set heading to 45deg and speed to 10m/s
node.mobility = true
node.heading = 45
node.speed = 10

对于更高级的用例，Unet 模拟脚本允许在节点上设置一系列运动参数的设定点。这是使用 motionModel 完成的 node 上的参数模拟脚本中的对象。 Unet Handbook has a few examples of this in Chapter 30 .
设置 motionModel到 List的 Maps每个设定点的各种运动属性将自动将属性设置到 NodeInfo 上。特定模拟节点的代理在/在适当的时间/持续时间。这反过来又驱动了 NodeInfo 中的动力学模型给出设定点之间的内插位置。例如，可以使用此模拟脚本使用 4 个设定点模拟在正方形中移动的节点。请注意，运动会在最后一个设定点后自动停止。

def n = node 'B', location: [ 1.km, 0.km, -15.m], web: 8082, api: 1102, stack: "$home/etc/setup", mobility: true
n.motionModel = [
  [time:     0.minutes, heading:  0.deg, speed:   1.mps],
  [time:     1.minutes, heading:  -90.deg, speed: 1.mps],
  [time:     2.minutes, heading:  180.deg, speed: 1.mps],
  [time:     3.minutes, heading:  90.deg, speed:  1.mps],
]

实用方法 MotionModel.lawnmower有助于生成此 List用于一组设定点 Map割草机运动模式的属性。
最后，如果需要更细粒度的运动控制，可以设置属性 motionModel模拟节点到 Groovy Closure . Closure由具有当前模拟时间戳的模拟器调用，并预期以 Groovy 的形式返回单个设置点 Map .例如，可以使用此 Closure 实现与方形模式类似的逻辑。分配给 motionModel .

def n = node 'B', location: [ 1.km, 0.km, -15.m], web: 8082, api: 1102, stack: "$home/etc/setup", mobility: true
startTime = -1
n.motionModel = { ts -> 
  def setpoint = [speed: 10.mps, duration: 1.minutes]
  if (startTime < 0) startTime = ts
  if (ts <= startTime+1.minutes){
    setpoint["heading"] = 0.deg
  } else if (ts <= startTime+2.minutes){
    setpoint["heading"] = -90.deg
  } else if (ts <= startTime+3.minutes){
    setpoint["heading"] = 180.deg
  } else if (ts <= startTime+4.minutes){
    setpoint["heading"] = 90.deg
  } else {
    setpoint = [speed:0.mps]
  }
  return setpoint
}

更复杂的逻辑也可以在这样的 Closures里面实现包括与其他代理甚至其他节点的通信。
最后， Closure基于方法还可以允许覆盖 NodeInfo 中的内置动力学模型。 agent 通过简单地返回一个带有 location 的 Setpoint允许直接从 Closure 更新节点位置的属性而不是通过动力学模型。