Robot mobilny

Z Wikipedii

Robot mobilny to taki robot, który może dowolnie zmieniać swoje położenie w przestrzeni. Roboty tego rodzaju mogą pływać, latać lub jeździć. Roboty mobilne z założenia powinny być robotami autonomicznymi tzn. takimi których prawie nic nie ogranicza np. przewody sterujące bądź zasilające (a jedyne ograniczenia to np. ściany lub przestrzeń w jakiej się znajdują itp.). Poniższe informacje dotyczą robotów poruszających się po ziemi.

[edytuj] Klasy

Klasa robota zapisywana jest jako ( $Δ m,Δ s$ ) gdzie:

Δ m

oznacza wymiar przestrzeni, w której może być wykonywany ruch,

Δ s

oznacza liczbę niezależnie sterowanych kół sterujących (skrętnych).

Liczby te zawierają się w granicach:

$1 \le \Delta_m \le 3$ ,

$0 \le \Delta_s \le 2$ ,

$2 \le \Delta_m+\Delta_s \le 3$

i przedstawiają kolejno klasy:

(3,0) - robot posiada trzy koła szwedzkie,

(2,1) - robot posiada jedno koło sterujące oraz dwa koła Kastora,

(2,0) - robot zwany inaczej unicycle, posiadający dwa koła sterujące umieszczone na wspólnej osi oraz jedno koło Kastora,

(1,2) - robot posiadający dwa koła sterujące oraz jedno koło Kastora (roboty tego typu sprawiają największy problem podczas sterowania),

(1,1) - robot zwany samochodem kinematycznym, zachowujący się podczas sterowania tak samo jak samochód.

Klasa (3,0) opisuje robot, który jest holonomiczny. Pozostałe klasy dotyczą robotów nieholonomicznych.

[edytuj] Wzory

L

- połowa szerokości platformy (podwozia)

β

- kąt skrętu koła sterującego

η,ζ

- prędkości sterujące

θ

- orientacja robota

η 1,η 2

- prędkość liniowa względem osi x i y układu lokalnego

η 3

- prędkość kątowa

[edytuj] Klasa (3,0)

$\begin{bmatrix}x^{'} \\ y^{'} \\ \theta^{'}\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}\cos\theta & -\sin\theta & 0\\\sin\theta & \cos\theta & 0\\0 & 0 & 1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}\eta_1 \\ \eta_2 \\ \eta_3\end{bmatrix}$ ,

[edytuj] Klasa (2,1)

$\begin{bmatrix}x^{'} \\ y^{'} \\ \theta^{'} \\ \beta^{'}\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}\cos(\theta+\beta) & 0 & 0\\\sin(\theta+\beta) & 0 & 0\\ 0 & 1 & 0 \\0 & 0 & 1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}\eta_1 \\ \eta_2 \\ \zeta\end{bmatrix}$

[edytuj] Klasa (2,0)

$\begin{bmatrix}x^{'} \\ y^{'} \\ \theta^{'} \end{bmatrix}=\begin{bmatrix}-\sin\theta & 0 \\\cos\theta & 0 \\ 0 & 1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}\eta_1 \\ \eta_2 \end{bmatrix}$

[edytuj] Klasa (1,2)

$\begin{bmatrix}x^{'} \\ y^{'} \\ \theta^{'}\\ \beta_1^{'} \\ \beta_2^{'} \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} -L[\sin\beta_1\sin(\theta+\beta_2)+\sin\beta_2\sin(\theta+\beta_1)] & 0 & 0 \\ L[\sin\beta_1\cos(\theta+\beta_2)+\sin\beta_2\cos(\theta+\beta_1)] & 0 & 0 \\ \sin(\beta_2-\beta_1) & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{bmatrix}\begin{bmatrix}\eta_1 \\ \zeta_1 \\ \zeta_2 \end{bmatrix}$

[edytuj] Klasa (1,1)

$\begin{bmatrix}x^{'} \\ y^{'} \\ \theta^{'}\\ \beta^{'} \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} -L\sin\theta\sin\beta & 0 \\ L\cos\theta\sin\beta & 0 \\ \cos\beta & 0 \\ 0 & 1 \end{bmatrix}\begin{bmatrix}\eta_1 \\ \zeta_1 \end{bmatrix}$