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Unicycle Kinematic Model

Calcular el movimiento de un vehículo usando el modelo cinemático de un monociclo

Desde R2019b

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Bibliotecas:
Robotics System Toolbox / Mobile Robot Algorithms

Descripción

El bloque Unicycle Kinematic Model crea un modelo de vehículo monociclo para simular dinámicas simplificadas de vehículos similares a un automóvil. Este modelo se aproxima a un vehículo similar a un monociclo con un determinado radio de la rueda, Wheel radius, que puede girar en su lugar según una velocidad angular de giro, ω.

Ejemplos

Planificar una ruta para un robot de monociclo 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 probabilístico (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 monociclo simula el movimiento del robot a partir de estos comandos.

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Puertos

Entrada

dϕ/dt — Velocidad angular de la rueda

escalar numérico

Velocidad angular de la rueda en radianes por segundo.

Dependencias

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

v — Velocidad del vehículo

escalar numérico

Velocidad del vehículo, especificada en metros por segundo.

Dependencias

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

ω — 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.

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 & Heading Angular Velocity (predeterminado) | Wheel Speed & Heading Angular Velocity

El tipo de entradas de velocidad y dirección para controlar el vehículo. Las opciones son:

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

• Wheel Speed & Heading Angular Velocity: velocidad de la rueda en radianes por segundo con una velocidad angular de la dirección en radianes por segundo.

Radio de la rueda — Radio de las ruedas del vehículo

0.1 (predeterminado) | escalar numérico positivo

Radio de las ruedas del vehículo, especificado en metros.

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

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

Velocidades mínima y máxima de la rueda, especificadas en radianes por segundo.

Estado inicial — Distancia entre los ejes delantero y trasero

[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.

Capacidades ampliadas

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

Historial de versiones

Introducido en R2019b

Consulte también

Bloques

• Differential Drive Kinematic Model | Ackermann Kinematic Model | Bicycle Kinematic Model

Clases

• unicycleKinematics

Temas

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