V-REP 实现 Bubble Rebound 算法
V-REP 是一款较为易用的机器人仿真软件。它拥有 4 个不同的物理引擎，可以较好地进行动力学仿真。
首先，参考官方教程建立 bubbleRob 机器人模型。为了方便实现 Bubble Rebound 算法，还要添加几个额外的接近传感器。
模型建立好了之后，就可以开始着手实现 Bubble Rebound 避障算法了。Bubble Rebound 是一个很简单的避障算法，该论文可以在 IEEE Xplore 上找到。简单来说，首先对距离传感器进行编号。以上图为例，最左边的传感器为 3 号，向右依次为 2，1，-1，-2，-3 。论文的插图给出了一侧四个传感器的例子：
之后，根据文章中给出的公式可以计算出机器人应该旋转的角度。大体思路是，如果左边有障碍物，那么正数部分就会因为距离较小而较小，从而计算得到一个负数的角度。在机器人 z 轴向上的情况下，旋转一个负数的角度即转向没有障碍物的右侧。
但是在 V-REP 中使用内建的 Lua 脚本控制机器人旋转某个角度的实现中，有一点需要注意。旋转某个角度的思路大概如下：在一个循环中，给机器人的两个轮子施加不同的速度，不断对比当前的转角与目标转角，直至达到目标。需要注意的是，如果新建的是非多线程脚本，那么这个循环就会阻塞住仿真线程。仿真过程被阻塞住，也就无法让机器人旋转；机器人不旋转，我们的循环就无法退出，从而造成机器人不转、仿真不进行的尴尬局面。
为了解决这个问题，就要使用多线程脚本。同时，也可以调用 sim.switchThread() 提前切换线程来得到更好的性能。进一步地说，Lua 本身并不是使用的多线程来进行的并行操作，而是使用了协程（coroutine）。多个协程在同一个线程中，可在子程序内部中断，去执行其他子程序，再返回，而不是函数调用（函数调用也可以算作协程的一种特殊状态）。因为是在同一个线程中，且由程序自身控制切换（线程、进程的切换由调度器来进行，程序员干预较少），因此效率非常高，没有线程转换的开销；不需要担心资源抢占，无需锁机制。多个子程序协作完成任务（而非抢占），故称为协程（co-routine）。
完整代码可参见我的 GitHub。