两轮差动模型与移动机器人运动学分析
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更新于2024-07-08
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"本文档深入探讨了常用轮式底盘运动学分析,主要聚焦在移动机器人领域,特别是轮式机器人的运动学模型。运动学作为机器人设计、分析、控制和仿真的重要基础,它研究机器人机构中的物体运动,而不涉及导致运动的力量或力矩。文档首先区分了运动学的正向解和逆向解。
运动学正向解,也称为观测问题,通过测量每个轮子的速度(如编码器提供的数据),可以计算出机器人整体的线速度和角速度。这涉及到公式如 V = (v1 + v2) / 2,其中 v1 和 v2 分别代表左右轮的线速度,通过轮子之间的间距、旋转半径和时间间隔等参数计算得出。
另一方面,运动学逆向解则是个控制问题,目标是控制车体的线速度和角速度,但实际上可以直接控制每个轮子电机的速度。这个过程是将期望的运动状态转换为轮子的实际速度控制,它是连接运动需求和执行层面的关键桥梁。
文章的重点部分是两轮差动模型,这是最常见的轮式机器人运动模型之一。这种模型由两个驱动轮(通常为前后配置)和一个或多个万向轮组成,如图4.3所示。运动学正解通过分析机器人在相邻时刻的位姿,确定了线速度、旋转角度和轮子位移与运动速度的关系。通过几何关系,可以进一步推导出公式,如公式4.6,用于求解机器人旋转角和位移差。
总结来说,本篇文档详细介绍了轮式机器人运动学分析的基本概念、两轮差动模型的工作原理,以及如何通过运动学正反向解来理解和控制轮式机器人的运动。这对于设计、优化和控制这类机器人系统具有重要的理论价值和实践指导意义。"
2021-08-13 上传
2021-08-14 上传
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pd很不专业
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