Bicycle Kinematic Model

Calcule el movimiento de un vehículo similar a un automóvil utilizando el modelo cinemático de una bicicleta

Desde R2019b

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Bibliotecas:
Robotics System Toolbox / Mobile Robot Algorithms

Descripción

El bloque Bicycle Kinematic Model crea un modelo de vehículo de bicicleta para simular dinámicas simplificadas de vehículos similares a un automóvil. Este modelo representa un vehículo con dos ejes definidos por la longitud entre los ejes, Wheel base. La rueda delantera se puede girar con el ángulo de giro psi. La dirección del vehículo theta se define en el centro del eje trasero.

Ejemplos

Planificar una ruta para un robot de bicicleta en Simulink

Este ejemplo muestra cómo ejecutar una ruta libre de obstáculos entre dos ubicaciones de un determinado mapa en Simulink®. La ruta se genera mediante un algoritmo de planificación de hojas de ruta probabilística (PRM) (mobileRobotPRM)). Los controles de comando para desplazarse por esta ruta se generan utilizando el bloque de controlador Pure Pursuit. Un modelo de movimiento cinemático de bicicleta simula el movimiento del robot a partir de estos comandos.

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Puertos

Entrada

v — Velocidad del vehículo

escalar numérico

Velocidad del vehículo, especificada en metros por segundo.

psi — Ángulo de giro

escalar numérico

Ángulo de giro del vehículo, especificado en radianes.

Dependencias

Para activar este puerto, establezca el parámetro Vehicle inputs en Vehicle Speed & Steering Angle.

omega — Velocidad angular de giro

escalar numérico

Velocidad angular del vehículo, especificada en radianes por segundo. Los valores positivos dirigen el vehículo hacia la izquierda y los negativos, hacia la derecha.

Dependencias

Para activar este puerto, establezca el parámetro Vehicle inputs en Vehicle Speed & Heading Angular Velocity.

Salida

state — Posición del vehículo

vector de tres elementos

Posición xy y orientación actuales del vehículo, especificadas como un vector [x y theta] en metros y radianes.

stateDot — Derivadas de la salida state

vector de tres elementos

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

Parámetros

Entradas del vehículo — Tipo de entradas de velocidad y dirección para el vehículo

Vehicle Speed & Steering Angle (predeterminado) | Vehicle Speed & Heading Angular Velocity

Tipo de entradas de velocidad y dirección para el vehículo, especificadas como una de estas opciones:

• Vehicle Speed & Steering Angle: la velocidad del vehículo en metros por segundo con un ángulo de giro en radianes.

• Vehicle Speed & Heading Angular Velocity: la velocidad del vehículo en metros por segundo con una velocidad angular de dirección en radianes por segundo.

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 — Radio de giro máx.

pi/4 (predeterminado) | escalar numérico

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. Esta propiedad se usa para validar la entrada de estado proporcionada por el usuario.

Si Maximum steering angle se establece en pi/2, da como resultado un radio de giro mínimo de cero metros.

Estado inicial — Posición inicial del vehículo

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

Posición x, y, y orientación, theta, 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.

[2] Corke, Peter I. Robotics, Vision and Control: Fundamental Algorithms in MATLAB. Springer, 2011.

Capacidades ampliadas

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

Historial de versiones

Introducido en R2019b

Consulte también

Bloques

• Ackermann Kinematic Model | Differential Drive Kinematic Model | Unicycle Kinematic Model

Clases

• bicycleKinematics

Temas

• Simular diferentes modelos cinemáticos para robots móviles
• Ecuaciones de cinemática para robots móviles