Ackermann Kinematic Model

Movimiento del vehículo similar a un automóvil utilizando el modelo cinemático de Ackermann

Desde R2019b

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Robotics System Toolbox / Mobile Robot Algorithms

Descripción

El bloque Ackermann Kinematic Model crea un modelo de vehículo similar a un automóvil que utiliza una dirección de Ackermann. Este modelo representa un vehículo con dos ejes separados por la distancia, Wheel base. El estado del vehículo se define como un vector de cuatro elementos, [x y θ ψ], con una posición global xy-; una dirección del vehículo, θ, y un ángulo de giro, ψ. La dirección del vehículo y la posición xy están definidas en el centro del eje trasero. Los ángulos se especifican en radianes y las posiciones globales, en metros. La entrada de la dirección para el vehículo se indica como dψ/dt, en radianes por segundo.

Ejemplos

Representar un vehículo de Ackermann en Simulink

En este ejemplo se muestra cómo representar la posición de un bloque Ackermann Kinematic Model y cambiar la velocidad del vehículo y la velocidad angular de giro en tiempo real.

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Puertos

Entrada

v — Velocidad del vehículo

escalar numérico

Velocidad del vehículo, especificada en metros por segundo.

dψ/dt — Velocidad angular de giro

escalar numérico

Velocidad angular de giro del vehículo, especificada en radianes por segundo.

Salida

state — Estado del vehículo

vector de cuatro elementos

Posición xy, orientación y ángulo de giro actuales, especificados como [x y θ ψ], en metros y radianes.

stateDot — Derivadas de la salida state

vector de cuatro elementos

Las velocidades lineal y angular del vehículo, especificadas como un vector [xDot yDot thetaDot psiDot] en metros por segundo y radianes por segundo. Las velocidades lineal y angular se calculan tomando las derivadas de tiempo de la salida state.

Parámetros

Distancia entre ejes — Distancia entre los ejes delantero y trasero

1 (predeterminado) | escalar numérico positivo

Distancia entre ejes hace referencia a la distancia entre los ejes delantero y trasero del vehículo, especificada en metros.

Rango de velocidades del vehículo — Velocidades mínima y máxima del vehículo

[-Inf Inf] (predeterminado) | vector de dos elementos

El rango de velocidades de las ruedas es un vector de dos elementos que proporciona las velocidades mínima y máxima de las ruedas, [MinSpeed MaxSpeed], especificadas en radianes por segundo.

Ángulo de giro máximo — Distancia entre los ejes delantero y trasero

pi/4 (predeterminado) | escalar numérico positivo

El ángulo de giro máximo hace referencia al grado máximo en que se puede girar la dirección del vehículo hacia la derecha o la izquierda, especificado en radianes. El valor predeterminado es pi/4.

Estado inicial — Estado inicial del vehículo

[0;0;0;0] (predeterminado) | vector de cuatro elementos

La posición x, y; el ángulo de dirección, theta, y el ángulo de giro, psi, iniciales del vehículo.

Simular con — Tipo de simulación a ejecutar

Interpreted execution (predeterminado) | Code generation

• Interpreted execution: simula el modelo utilizando el intérprete MATLAB^®. Para obtener más información, consulte Simulation Modes (Simulink).

• Code generation: simula el modelo utilizando el código C generado. La primera vez que ejecuta una simulación, Simulink^® genera código C para el bloque. El código C se reutiliza en simulaciones posteriores, siempre que el modelo no cambie.

Ajustable: No

Referencias

[1] Lynch, Kevin M., and Frank C. Park. Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control. 1st ed. Cambridge, MA: Cambridge University Press, 2017.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++
Genere código C y C++ mediante Simulink® Coder™.

Historial de versiones

Introducido en R2019b

Consulte también

Bloques

• Bicycle Kinematic Model | Differential Drive Kinematic Model | Unicycle Kinematic Model

Clases

• ackermannKinematics

Temas

• Ecuaciones de cinemática para robots móviles