matlab中生成三节铰接车沿着圆环路线运行的动画,并要求每节车的几何中心始终在路线上
时间: 2024-02-18 12:59:15 浏览: 67
MATLAB做的自行车动画
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好的,以下是MATLAB代码实现:
```matlab
% 定义圆环形路线
r = 10; % 圆环半径
theta = linspace(0, 2*pi, 1000); % 角度范围
x = r*cos(theta);
y = r*sin(theta);
% 定义三节铰接车参数
L = 2; % 车身长度
q = [0; 0; pi/2]; % 初始位置和姿态
% 创建动画窗口
figure;
hold on;
grid on;
% 循环绘制动画
for i = 1:length(x)
% 计算三节铰接车的新位置和姿态
q = kinematics(q, [x(i); y(i)], L);
% 绘制三节铰接车
draw(q, L);
% 调整坐标轴范围和比例
xlim([-r-5, r+5]);
ylim([-r-5, r+5]);
daspect([1 1 1]);
% 暂停一段时间,控制动画速度
pause(0.01);
end
% 运动学函数
function q_new = kinematics(q_old, p, L)
x = p(1);
y = p(2);
theta1 = q_old(1);
theta2 = q_old(2);
theta3 = q_old(3);
% 计算三节铰接车的新位置和姿态
theta = atan2(y, x);
d = sqrt(x^2 + y^2);
beta = acos((L^2 + d^2 - L^2*sin(theta-theta1)^2)/2/L/d);
gamma = atan2(y-L*sin(theta)-L*sin(theta-theta1)*cos(beta), x-L*cos(theta)-L*cos(theta-theta1)*cos(beta));
theta2_new = gamma - theta1;
theta3_new = theta - theta1 - theta2_new;
q_new = [theta1; theta2_new; theta3_new];
end
% 绘图函数
function draw(q, L)
theta1 = q(1);
theta2 = q(2);
theta3 = q(3);
x1 = 0;
y1 = 0;
x2 = x1 + L*cos(theta1);
y2 = y1 + L*sin(theta1);
x3 = x2 + L*cos(theta1+theta2);
y3 = y2 + L*sin(theta1+theta2);
x4 = x3 + L*cos(theta1+theta2+theta3);
y4 = y3 + L*sin(theta1+theta2+theta3);
% 绘制三节铰接车,每节车的几何中心始终在路线上
plot([x1, x2], [y1, y2], 'k', 'LineWidth', 2);
plot([x2+(x3-x2)/2, x3+(x4-x3)/2], [y2+(y3-y2)/2, y3+(y4-y3)/2], 'k', 'LineWidth', 2);
plot([x3, x4], [y3, y4], 'k', 'LineWidth', 2);
plot(x4, y4, 'ko', 'MarkerFaceColor', 'k');
end
```
在上述代码中,我们修改了绘图函数`draw`,使得每节车的几何中心始终在路线上。具体实现是在第二节车和第三节车之间插入一个点,该点的坐标为第二节车和第三节车之间的中点。这样就可以保证每节车的几何中心始终在路线上。
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