首页 复杂地形下移动机器人运动学建模研究

复杂地形下移动机器人运动学建模研究

举报
开通vip

复杂地形下移动机器人运动学建模研究 1 �� ��������������������� ������������� [1] ��������� ���������������������� ����������������������� ������������ [2] ���������� ������������������� ��������������������� ����� [3] ����������������� ����������������������� �������������������� , ��...

复杂地形下移动机器人运动学建模研究
1 �� ��������������������� ������������� [1] ��������� ���������������������� ����������������������� ������������ [2] ���������� ������������������� ��������������������� ����� [3] ����������������� ����������������������� �������������������� , ����� : 2008B520015, 2009B520013; ������ �����, �����: B2008-61, B2009-91; ���������������������� �,�����: ZK208002. ���������������������� ��� ����� ������ [4-8] ����� ����������������������� ��������������������� ����� [9] ������NASA�������� � [10-12] �������������������� ������ ����������� ���� �� �������������� [13,14] � �������������������� ����������������������� ������� ��������������� ������ ���� ���������� ������� �������������-� ������� � ����� ������� ������������������ ���� ����������������� ��� 1 ���� 2 ���� 3 1.������������� ��, �� 454003 E-mail: melissa2002@163.com 2. ������������, �� 410083 3.��������, �� 512003 � �:��������������������������������������������� �� �������������������� ���� ����������������� ��� �������������-�������� � ����� �������������� ������������� ��������������� ������������������ ����� �� ���:�����,�����,���� Study on Kinematics Modeling of Mobile Robot in Rough Terrain Yu Jinxia 1 , Cai Zixing 2 , Duan Zhuohua 3 1. College of Computer Science and Technology, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003, China E-mail: melissa2002@163.com 2. College of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China 3. Department of Computer, Shaoguan University, Shaoguan 512003, China Abstract: Kinematics modeling is an indispensable component for dead reckoning of mobile robot. Aimed at this problem in rough terrain, the kinematics model is analyzed by the rigid-body kinematical constraints of mobile robot that is on the basis of locomotion architecture with the wheeled and rocker-bogie suspension system. At the same time, a method of kinematics model integrated with wheel-ground contact angle is suggested, which is able to fuse the information from multiple sensors and to estimate the three-dimensional motion trajectory of mobile robot. With the simulation and real experiment in different terrain, the exactness and effectiveness of this method are demonstrated. Key Words: Mobile Robot, Kinematics Modeling, Rough Terrain 620978-1-4244-2723-9/09/$25.00 c© 2009 IEEE ����������� ���������� �������������� �� 2 ���������� ������� � ����������1 ����� � � ������������� ����������������� ����� � ���������������15��� ����� ������������ ���� � �������������������� ������������� ��������� ���� ������������� � �� ����������������������� 25cm� �� �������9cm������4 �1.2Nm������ � �����2�2.5Nm ������� �����������15��� �����100Nm�����5cm/s��50Nm�� ���30cm/s��������60 cm/s� � 1.������ �� ���� ������ ��������������������� ��������������� ������� �� ��������� ������ �� � ��������� ���� ��� ����������������������� ����������������������� ��������� ������������� ������� ������������ �� �L� � ���R���� ���������� �����������������vR1�vR2�vL1� vL2�� ������������������� ����������������Z������ ���������� ����������� �����������������10���� ��{ vR1� vR2� vL1�vL2��R��L������� �}� � ��������������������� ��� 1R γ ′ � 2R γ ′ � 1L γ ′ � 2L γ ′ ��������� ����� rrYX ���� 3 ���������� ���[15] ��� ���������� ����������������������� ����� ������������ ���� ���������������������� � ���������� ���������� ��������������� ������� � ����� �������������� ��������� ����� 3.1 ������������� �1������ ������������ ����������������������� ����������������������� ��� ��� ���� �� ������ ����������� [11] ������� ����������������������� ����������������������� ��� ����������� ������� ��������� �� ��������� ����� ���������� ��������� ������������1������� � �������� 1L � 2L �� ���� �� 3L �� ��� ���������������� ♦ Lv �� ������������� ♦ L'γ �� ������� Lv ������ rrYX ���� ♦ 1Lv � 2Lv �� �� ��� 1L � 2L �� ��������� ♦ 1L 'γ � 2L 'γ �� ����� 1Lv � 2Lv � ����� rrYX ����� ♦ Lβ �� � ������ rrYX ���� �� ���������� ♦ Lβ� �� � ������ rrYX ���� ����� ♦ α � 'α� �α ��������� ��� ���� 'α� ���������� }{ rO ��� rY ������������������ ♦ ld , � 3L � � � � � 0L � � � d=30LL ������ l=21LL �� � � ����� ���� �� ������������ ����� � ��������������������� � 1L � 2L ������������ )'cos()'cos( LLLLLL 2211 βγβγ −=− vv (1) 2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC 2009) 621 )'sin()'()'sin( LLLLLLL 2211 βγαββγ −=+−− vlv �� (2) ����1��� ������2��� �������� 2 L 2 L 2 LLLL 2 L 2111 )'()'sin(2 vlvlv =++−− αββγβ ��� (3) �������������������� ��� 1L 'γ � 2L 'γ ���������� � � � � � � � + + +−− = + + ++− = L LL 2 L 22 L 2 L L L LL 2 L 22 L 2 L L 2 21 2 1 21 1 )'(2 )'( arcsin' )'(2 )'( arcsin' β αβ αβγ β αβ αβ γ vl lvv vl lvv �� �� �� �� (4) � 3L ���� 0L ������������� )'()'cos()'cos( LLLLLLL 11 αββγβγ �� +−−=− dvv (5) 2 )'sin()'sin( )'sin( LLLLLLLLL 2211 βγβγβγ −+−=− vvv (6) � � � � 2 � � � )'()'sin()'sin( LLLLLLL 1122 αββγβγ �� +−−=− lvv � ����6���� 2 )'( )'sin()'sin( LLLLLLL 11 αββγβγ �� +−−=− lvv (7) ����5���7�������8���9�� )')(cossin 2 ('cos'cos LLLLLLL 11 αβββγ �� +−+= dlv�v (8) )')(sincos 2 ('sin'sin LLLLLLL 11 αβββγγ �� ++−= dlvv (9) ��������8���9�������� �������� Lv ��������� }{ rO �������������� � � � � � � � ++−= = +−+= )')(sincos 2 ('sin 0 )')(cossin 2 ('cos LLLLLrL ,L LLLLLL 11 r 11r αβββγ αβββγ �� �� d l vv v d l vv ,Z Y ,X (10) ����� � ����� 1R � 2R �� ����� 1R � 2R ������� � � � � � � � + + +−− = + + ++− = R RR 2 R 22 R 2 R R R RR 2 R 22 R 2 R R 2 21 2 1 21 1 )'(2 )'( arcsin' )'(2 )'( arcsin' β αβ αβγ β αβ αβγ vl lvv vl lvv �� �� �� �� (11) � ��� 1R �� 1 R'γ ��� ��� ���� Rv ��������� }{ rO � rrr ZYX ����������� � � � � � � � ++−= = +−+= )')(sincos 2 ('sin 0 )')(cossin 2 ('cos RRRRRrR ,R RRRRRR 11 r 11r αβββγ αβββγ �� �� d l vv v d l vv ,Z Y ,X (12) ���������� ���� ���� �� ������ ����� }{ rO ���� ��� � � � � � � � + = = + = 2 0 2 rr r r rr r ,L,R ,L,R ZZ Z Y XX X vv v v vv v (13) 3.2 ���������� ����11� �� 0'L =+ αβ �� � 01L =v � 0L2 =v ������ 01L =v ��������� ����������������������� 0'L =+ αβ �� ������8���9������� � � � −=− −=− )'sin()'sin( )'cos()'cos( LLLLLL LLLLLL 2211 2211 βγβγ βγβγ vv vv (14) � ������������������ �� (1) � 21 LL vv −= � 2 ' LL1 πβγ ±= � 2 ' LL 2 πβγ �= � ������������ 1L � 2L ������������������� 1 Lv � 2Lv ����������������� ����� (2) � 0 1 L >v � 0 2 L =v � 2 ' LL1 πβγ ±= � � 2 L'γ ����������4������ 2(a)� � �� k,L1k,L 22 '' γγ =+ � (3) � 0 1 L =v � 0 2 L v � 0 2 L =v ��� (b) � 0 1 L =v � 0 2 L > /ColorImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000ColorACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000ColorImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /GrayImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000GrayACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000GrayImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict << /K -1 >> /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False /Description << /CHS /CHT /DAN /DEU /ESP /FRA
本文档为【复杂地形下移动机器人运动学建模研究】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享,如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服,我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
下载需要: 免费 已有0 人下载
最新资料
资料动态
专题动态
is_332986
暂无简介~
格式:pdf
大小:440KB
软件:PDF阅读器
页数:0
分类:生产制造
上传时间:2013-11-07
浏览量:35