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Differential Drive Kinematic Model

Calcula el movimiento del vehículo utilizando el modelo cinemático con tracción diferencial

Desde R2019b

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Bibliotecas:
Robotics System Toolbox / Mobile Robot Algorithms

Descripción

El bloque Differential Drive Kinematic Model crea un modelo de vehículo con tracción diferencial para simular dinámicas de vehículos simplificadas. Este modelo se aproxima a un vehículo con un solo eje fijo y las ruedas separadas por un ancho de vía especificado Track width. Cada una de las ruedas se puede accionar de forma independiente utilizando entradas de velocidad, dϕL/dt y dϕR/dt, para las ruedas izquierda y derecha, respectivamente. La velocidad y la dirección del vehículo se definen desde el centro del eje.

Ejemplos

Planificar una ruta para un robot de tracción diferencial 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 tracción diferencial simula el movimiento del robot a partir de estos comandos.

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Puertos

Entrada

dϕ_L/dt — Velocidad de la rueda izquierda

escalar numérico

Velocidad de la rueda izquierda del vehículo, especificada en radianes por segundo.

Dependencias

Para activar este puerto, establezca el parámetro Vehicle inputs en Wheel Speeds.

dϕ_R/dt — Velocidad de la rueda derecha

escalar numérico

Velocidad de la rueda derecha del vehículo, especificada en radianes por segundo.

Dependencias

Para activar este puerto, establezca el parámetro Vehicle inputs en Wheel Speeds.

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.

ɷ — Velocidad angular del vehículo

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 y la 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

Velocidad lineal y angular actuales 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

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

Formato de los comandos de entrada del modelo

• Wheel Speeds: las velocidades angulares de las dos ruedas en radianes por segundo.

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

Radio de la rueda — Radio de las ruedas del vehículo

0.05 (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

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.

Ancho de vía — Longitud de vía del vehículo de rueda a rueda

0.2 (predeterminado) | escalar numérico

Longitud de vía de la rueda izquierda a la derecha, especificada en metros.

Estado inicial — Posición inicial del vehículo

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

Posición xy y orientación θ 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

• Ackermann Kinematic Model | Bicycle Kinematic Model | Unicycle Kinematic Model

Clases

• differentialDriveKinematics

Temas

• Controlar el robot con tracción diferencial en Gazebo con Simulink