目錄
一、機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析
二、阿克曼小車
?2.1運(yùn)動學(xué)分析
一、機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析
? 想要讓機(jī)器人運(yùn)動， 除了提供目標(biāo)速度還不夠， 需要將機(jī)器人的目標(biāo)速度轉(zhuǎn)換每個電機(jī)實(shí)際的目標(biāo)速度， 最終根據(jù)電機(jī)的目標(biāo)速度對電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的控制。 機(jī)器人的目標(biāo)速度轉(zhuǎn)換成電機(jī)的目標(biāo)速度這個過程叫“運(yùn)動學(xué)分析”，運(yùn)動學(xué)分析又分為正解和逆解， 在運(yùn)動學(xué)分析之前先來分別解釋一下什么是運(yùn)動學(xué)正解和運(yùn)動學(xué)逆解（在筆者之前的機(jī)器人學(xué)中也有機(jī)械臂的正逆運(yùn)動學(xué)分析有興趣的同學(xué)可以去查看）：
? 對于移動機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分為以下兩個：
1、正解：通過機(jī)器人的各輪速度求出機(jī)器人 X 軸、 Y 軸和 Z 軸方向的速度。
2、逆解：通過機(jī)器人 X 軸、 Y 軸和 Z 軸方向的速度分別求出機(jī)器人各輪的速度。
小車的類型又有很多種類，比如阿克曼、兩輪差速、麥輪小車、全向輪小車和四驅(qū)車。而我們?nèi)粘５男∞I車等都是以阿克曼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。本文首先講解阿克曼底盤的運(yùn)動學(xué)，之后的類型會依次加入。
二、阿克曼小車
? 阿克曼轉(zhuǎn)向式的優(yōu)點(diǎn)是可以使用普通輪子， 不需要使用全向輪， 可以提高機(jī)器人整體強(qiáng)度和減低成本， 缺點(diǎn)則是受限于前輪的轉(zhuǎn)角幅度， 無法進(jìn)行 0 半徑轉(zhuǎn)彎（簡單說就是原地打轉(zhuǎn)）。如下圖為阿克曼機(jī)器人轉(zhuǎn)向時的狀態(tài)，要求4個輪子運(yùn)動方向垂直相交與一點(diǎn)，四個輪子按照同一個圓心旋轉(zhuǎn)。
?2.1運(yùn)動學(xué)分析
? 首先討論一下運(yùn)動學(xué)逆解，即，，三軸目標(biāo)速度。這里約定一下符號：
| ???????????????????????? | ????????????????????????左輪速度 |
| ???????????????????????? | ????????????????????????右輪速度 |
| ???????????????????????? | ????????????????????????左輪轉(zhuǎn)角 |
| ???????????????????????? | ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 右輪轉(zhuǎn)角 |
?這里回歸一下中學(xué)的一個物理公式，線速度和角速度的關(guān)系：
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?v=ωR? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?(2-1)
?上圖我們可知想要計(jì)算出=很簡單，角速度的公式計(jì)算/t=,通過式2-1可得：
（式2-2)
?如果我們已知Vx和Vz則就可以求出小車的轉(zhuǎn)彎半徑。接下里需要求解?、。我們需要知道參數(shù)是輪距W，和軸距H。
?通過上圖和上面的線速度和角速度的公式：
??、?通過上圖的幾何關(guān)系很容易得出：
? ?逆運(yùn)動學(xué)我們已經(jīng)求出來了，接下里我們求解正解。正解的方法也很簡單：
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-591478.html
?求出了,我們繼續(xù)求解出:
?根據(jù)式2-2我們可以得：
?到這里我們就求解完成正解和逆解，小結(jié)一下：已知阿克曼式機(jī)器人輪距 W， 軸距 H， 機(jī)器人目標(biāo)速度，與，，，的關(guān)系為：
逆解：
?
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正解：?文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-591478.html
到了這里，關(guān)于機(jī)器人運(yùn)動學(xué)——輪速里程計(jì)（SLAM）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
