【精品】PPT课件 2012-2013学年第一学期第三讲机器人导论.ppt

文档介绍：2012-2013学年第一学期第三讲机器人导论
王国利
信息科学与技术学院
中山大学
运动控制/Motion Control (wheeled robots)
运动控制的需求
机器人运动学与动力学模型
轮与地的交互模型
所需运动定义-> 速度, 位置控制
满足需求的控制策略
3
“位置"
全局地图
感知
运动控制
认知
现实世界
环境
定位
路径
环境模型
局部地图
运动学/Mobile Robot Kinematics
目标
描述设计和控制机器人的运动行为
类似操作手的运动学
不同的是,移动机器人可在环境中不受限制的移动
无需直接测量机器人的位置
位置需要随之时间累积
不可避免导致位置估计得误差-> 面临的最严峻的挑战
理解机器人的运动需要从理解机器人轮子所受约束对
机器人机动性的影响开始
3
非完整约束的动力学
运动学/Kinematics Model
目标:
建立机器人速度与轮子的转速, 转向角, 转向速度及机器人几何参数(构型坐标)的关系. 主要包括
正向运动学
逆向运动学
为什么不是
并不明显

在参考坐标系中表示机器人
惯性参考坐标系:
机器人坐标系:
机器人的位置:
两坐标系之间的映射

例如: 机器人与 YI 对准
机器人位置的表示/Representing Robot Position

实例/Example

正向运动学/Forward Kinematic Models
Presented on blackboard

轮子的运动学约束/Wheel Kinematic Constraints: Assumptions
水平地面运动
轮子与地面点接触
轮子不变形
纯转动
在接触点:v = 0
无滑动
绕接触点的转动物摩擦力
转向轴与地面垂直
轮子与底盘是刚性连接的

标准轮/Fixed Standard Wheel