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# AGV 路径跟踪与控制系统
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一个完整的 AGV（自动导引车）路径跟踪与控制系统，提供路径规划、轨迹跟踪、Curtis 电机控制和 Qt 可视化界面。
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## 项目概述
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本项目实现了一套完整的 AGV 控制系统，包括：
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- **路径规划**：支持圆形、直线和自定义路径
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- **轨迹跟踪**：Pure Pursuit 和 Stanley 算法
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- **硬件控制**：Curtis 电机控制器 CAN 通信
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- **可视化**：Qt6 图形界面和控制台界面
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## 主要功能
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### 1. 路径生成
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- **预定义路径**：圆形路径、直线路径
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- **自定义路径**：通过 CSV 文件导入任意路径点
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- **平滑路径**：使用三次样条插值生成平滑轨迹
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### 2. 路径跟踪算法
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- **Pure Pursuit**：前视距离控制，适合平滑路径
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- **Stanley**：横向误差与航向误差结合，适合精确跟踪
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### 3. Curtis 电机控制
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- **CAN 通信**：支持 USB-CAN 设备（USBCAN-2A/2C、CANalyst-II）
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- **速度控制**：前进/后退速度控制
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- **转向控制**：左转/右转控制
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- **安全保护**：紧急停止和安全限制
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### 4. 可视化界面
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- **Qt6 GUI**：实时路径和轨迹可视化
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- **参数调节**：动态调整控制参数
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- **数据分析**：跟踪误差和控制输出显示
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## 项目结构
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agv-control-slam/
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├── include/ # 头文件
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│ ├── agv_model.h # AGV 运动模型
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│ ├── path_curve.h # 路径曲线
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│ ├── path_tracker.h # 路径跟踪器
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│ ├── control_generator.h # 控制生成器
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│ └── can/ # CAN 控制相关
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│ ├── CANController.h
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│ └── CurtisMotorController.h
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├── src/ # 源文件
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│ └── control/ # 控制算法实现
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│ ├── agv_model.cpp
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│ ├── path_curve.cpp
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│ ├── path_curve_custom.cpp
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│ ├── path_tracker.cpp
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│ ├── control_generator.cpp
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│ └── can/ # CAN 通信实现
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├── examples/ # 示例程序
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│ ├── demo.cpp # 基本演示
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│ ├── gui_demo.cpp # 控制台 GUI
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│ ├── qt_gui_demo.cpp # Qt 图形界面
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│ ├── curtis_demo.cpp # Curtis 键盘控制
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│ ├── curtis_path_tracking_demo.cpp # Curtis 路径跟踪
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│ ├── generate_data.cpp # 数据生成工具
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│ └── generate_smooth_path.cpp # 平滑路径生成
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├── lib/ # 第三方库
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│ └── ControlCAN.lib/dll # USB-CAN 接口库
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├── scripts/ # 工具脚本
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├── build.sh # Linux/MSYS2 构建脚本
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└── deploy_windows.sh # Windows 部署脚本
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```
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## 快速开始
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### 环境要求
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- **编译器**：GCC 7.0+ 或 MSVC 2017+ 或 MinGW-w64
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- **CMake**：3.10 或更高版本
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- **Qt6**：6.0 或更高版本（用于 GUI）
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- **Python 3**：用于可视化工具（可选）
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### Windows 编译（推荐）
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使用 MSYS2/MinGW-w64 环境：
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```bash
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# 1. 安装依赖
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pacman -S mingw-w64-x86_64-cmake mingw-w64-x86_64-gcc mingw-w64-x86_64-qt6
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# 2. 构建项目
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./build.sh
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# 3. 运行示例
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cd build
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./agv_demo.exe # 基本演示
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./agv_gui.exe # 控制台 GUI
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./agv_qt_gui.exe # Qt 图形界面
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```
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### 部署可执行程序
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```bash
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# 打包 Qt 应用及其依赖
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./deploy_windows.sh
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# 可执行文件将在 release_package/ 目录中
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cd release_package
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./agv_qt_gui.exe
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```
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### Linux 编译
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```bash
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# 1. 安装依赖
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sudo apt-get install cmake g++ qt6-base-dev
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# 2. 构建项目
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mkdir build && cd build
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cmake ..
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make
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# 3. 运行示例
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./agv_demo
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./agv_qt_gui
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```
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## 使用示例
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### 1. 基本路径跟踪
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```cpp
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#include "path_tracker.h"
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// 创建 AGV 模型
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AGVModel model(2.0, 1.0); // 轴距 2.0m, 最大转向角 1.0 rad
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// 创建路径跟踪器
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PathTracker tracker(model);
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// 生成圆形路径
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PathCurve path = PathCurve::generateCircularPath(5.0, 100);
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tracker.setReferencePath(path);
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// 设置初始状态
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AGVModel::State initial_state(0, -5, M_PI/2, 0);
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tracker.setInitialState(initial_state);
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// 生成控制序列
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tracker.generateControlSequence("pure_pursuit", 0.1, 10.0, 1.0);
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// 导出结果
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tracker.exportToCSV("output.csv");
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```
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### 2. 自定义路径跟踪
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```cpp
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// 从 CSV 文件加载路径
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PathCurve custom_path = PathCurve::loadFromCSV("custom_path.csv");
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tracker.setReferencePath(custom_path);
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// 使用 Stanley 算法
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tracker.generateControlSequence("stanley", 0.1, 10.0, 1.0);
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```
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### 3. Curtis 电机控制
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```cpp
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#include "can/CurtisMotorController.h"
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// 初始化控制器
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CurtisMotorController controller;
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controller.initialize(0, 0, 0, 500000); // CAN0, 500kbps
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// 控制车辆
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controller.forward(30); // 前进，速度 30%
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controller.turnLeft(50); // 左转，转向 50%
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controller.brake(); // 刹车
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controller.emergencyStop(); // 紧急停止
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```
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## 核心算法
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### Pure Pursuit 算法
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- **前视距离**：根据速度动态调整
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- **转向计算**：基于前视点的几何关系
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- **适用场景**：平滑路径跟踪
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### Stanley 算法
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- **横向误差**：垂直于路径的偏差
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- **航向误差**：车辆朝向与路径切线的偏差
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- **适用场景**：精确路径跟踪和低速场景
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## 可视化工具
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### Qt GUI 界面
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- 实时路径和轨迹显示
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- 参数动态调整
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- CSV 文件导入/导出
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- 动画播放控制
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### Python 可视化
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```bash
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python visualize.py output.csv
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## CAN 通信配置
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### 硬件支持
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- USBCAN-2A/2C
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- CANalyst-II
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- MiniPCIe-CAN
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### 库文件配置
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将 `ControlCAN.dll` 和 `ControlCAN.lib` 放置在 `lib/` 目录。详见 `lib/README.md`。
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## 开发文档
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详细的开发文档和 API 参考，请查看 `docs/` 目录：
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- API 参考手册
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- 开发指南
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- 算法说明
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## 更新日志
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### 2025-11-27
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- 项目文档重新整理
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- 清理过时文档
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- 更新项目结构说明
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### 2025-11-27（早期）
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- Qt6 升级完成
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- 部署脚本优化
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- 构建系统改进
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## 许可证
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本项目采用 MIT 许可证。
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## 贡献
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欢迎提交 Issue 和 Pull Request。
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## 作者
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AGV 控制系统开发团队
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**最后更新**: 2025-11-27
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**项目状态**: 活跃开发中
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