第3章移动机器人运动学.PDF

自主移动机器人, 第三章 3 第3 章移动机器人运动学 • 移动机器人运动学特点 • 差动轮时的运动学关系（速度） • 轮的滚动和滑动约束 • 因轮而产生的机器人约束方程 • 移动机器人的机动性、自由度和完整性 • 运动学位置控制 自主移动机器人, 第三章 3 运动控制(轮式机器人) • 运动控制的需要 机器人的运动学/ 动力学模型 轮子与地面相互作用模型 运动需求的定义- 速度控制，位置控制 满足运动需求的控制律 “位置 定位 认知 全局地图 环境模型 路径 局部地图 感知 真实世界 运动控制 环境 自主移动机器人, 第三章 3 引言：移动机器人运动学 • 目的 机器人机械行为的描述，针对设计和控制。 与机器人操作器（机械臂）运动学相似 然而，移动机器人可以相对环境无限制地运动 o 没有测量机器人位置的直接方法 o 位置必须随时间累积 o 位置（运动）估计导致误差 - 是移动机器人中首要挑战性问题 从理解轮子约束开始，理解移动机器人的运动。机器人机动 性。 自主移动机器人, 第三章 3.2.1 引言：运动学模型 • 目的：  T  ϕ [   ] ξ x y θ β 建立机器人速度 与轮子速度 、转向角 、转向角速 i i  度 β i 以及机器人（结构坐标系）几何参数之间的函数关系。 前向运动学 yI v(t) s(t)  x        