智能机器人系统(国防科技大学)

2023-10-19 06:20

本文主要是介绍智能机器人系统(国防科技大学),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

智能机器人系统–第三章机器人运动控制

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3.1 轮式机器人构型

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3.2 机器人运动规划—N个控制点的B样条曲线

这个讲解非常详细,一直困惑的三个点:多段的曲线如何保证光滑、如何过指定的点、相邻段的控制点有何关系 终于得到了解答!
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s是规划的路程,0到1表示起点到终点

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三阶B样条,有四个控制点,四个样条函数

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C1是(0,0),C2是(1,1),C3是(2,1),C4是(3,0)
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B样条是不过首尾控制点的。

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两段B样条的生成:
5个控制点即可生成两段。(关键)

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这里其实就是分段三次b样条曲线了,原来是这么实现的!!

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下一步还需要让曲线过起点和终点

3.3 机器人运动规划—过起点和终点的B样条曲线

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V1是起点的速度方向;L是正整数,一般选为小车车长的一般。
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带入求解得到:在这里插入图片描述
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这个性质可以利用一下,可以在中间某个位置,约束一下曲线,比如过圆弧最高点,或者过直线的终点等。

3.4 机器人运动规划—B样条曲线的曲率

B样条如何约束曲率一直不明白,这里终于学到了!
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Cal_P(s)模块如下:
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3.5 机器人运动学模型—Car-Like小车运动学模型

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用后轮中心更简单,所以后边就用后轮中心,而不用质心!!
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注意,这里是用小车后轮中心建模的。因为后轮的表达式简单,一般用后轮。
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3.6 机器人运动学模型—Tank-Like小车运动学模型

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对于car-like,用的是小车后轮中心,对于tank-like用的是车轮中心位置。
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当前向速度V为零时,也就是静止,曲率时无限大的。
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清洗车应该就是这种。一般在前进速度和转向能力之间取个折中的值。
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3.7 机器人动力学模型及简化

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FR和FF是不知道的,所以是非完整约束问题。
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Tv和Tfai可以通过实验测量。
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3.8 机器人路径跟踪控制—控制误差分析

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R是一个二维变量,可以在小车前向和法向上进行投影。
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3.9 机器人路径跟踪控制—Car-Like小车曲线跟踪线性化模型及控制器设计

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上边的方程都是非线性方程,需要线性化。
Vs代表小车沿着期望方向的前向速度,d为横向控制偏差,θp方位角偏差,fai为转向角。用这四个变量把这些方程描述清楚。
关于这四个变量的非线性方程,在工作点附近对其线性化。
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最终得到两个模型:横向偏差控制模型,三阶的模型;前向速度控制模型。
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算法很多,下边是一个pd控制器在这里插入图片描述
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由此到得到小车曲线跟踪的两个法向和前向的线性模型。

3.10 机器人路径跟踪控制—Tank-Like小车曲线跟踪线性化模型及控制器设计

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用三元组描述,进行线性化
vs代表前向速度,d代表横向偏差,θp代表方位角误差。
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3.11 机器人运动控制总结

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这篇关于智能机器人系统(国防科技大学)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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