Hallo Forumianer!

Ich arbeite zur Zeit an einem Projekt, bei dem ein Roboter anhand einer angebrachten Kamera einem anderen Roboter in einem definierten Abstand nach hinten UND seitlich versetzt parallel hinterherfahren soll. Aus meiner Bildbearbeitung bin ich in der Lage, den Abstand in beide Raumrichtungen und den Relativwinkel zwischen den Robotern zu bestimmen. Da ich eine ziemliche Nullnummer in Sachen Regelungstechnik bin, habe ich das Internet durchforstet, bin auf viele Stichworte (Kaskadenregelung, Mehrgrößenregelung, Entkopplung, Pure Pursuit etc.) gestoßen, jedoch fehlt mir noch etwas die Klarheit. Ich bin auf der Suche nach einer möglichst einfachen Regelung. Der Roboter hat einen Differentialantrieb (2 DC Motoren über einen Adafruit Motorshield PWM-gesteuert), ich kann also zumindest den Längsabstand und die Orientierung entkoppelt von einander betrachten. Den Querabstand kann ich jedoch nicht unabhängig von den anderen beiden Größen variieren. Eine weitere Schwierigkeit liegt im Anfahren aus dem Stand: Wenn der Folgeroboter nicht schnell genug die Geschwindigkeit des Leitroboters erreicht, verliert die Kamera des Folgeroboters den Leitroboter aus dem Bild. Vorteilhaft ist aber, dass sich die Roboter relativ langsam bewegen werden (maximal 13 cm/s) und mit nur geringeren Geschwindigkeitsschwankungen. Zudem starten die Roboter bereits annährend mit den richtigen Abständen. Nun meine Fragen:

1. Den Querabstand einmal außer Acht gelassen (als Notfallplan...), ließe sich eine Regelung des Längsabstandes und des Relativwinkels mit zwei reinen P-Reglern realisieren bzw. was würde dagegen sprechen?

2. Was wäre die beste Lösung zum Problem des Anfahrens? Ich hatte hier sowas wie eine Vorsteuerung im Sinn, die zu Beginn der Fahrt die Geschwindigkeit (ermittelt aus zwei nachfolgenden Bildern durch die Bildverarbeitung) des Leitroboters erfasst und erst danach setzt die Abstandsregelung ein.

3. Der Querabstand lässt sich nicht ohne Änderung des Relativwinkels einstellen. Ist hier eine Kaskadenregelung mit dem Querabstand als inneren Regelkreis sinnvoll?

Für andere Ideen bin ich ebenfalls sehr offen.
Vielen Dank

Donovan