不同機製機分別包括差分驅動、阿卡曼輪驅動、三輪驅動、舵輪驅動、奧姆輪驅動、麥克納姆輪。在ros體係下,速度一般有geometry_msgs/Twist來表示。一般對於底盤的移動地盤來說,隻會有xy以及 垂直於地麵Z方向上的旋轉w,三個數值來定義。
移動機器人的底盤結構設計有很多種,其中每一種還有一些細分。這裏隻介紹比較粗的大類,其中主要有差分驅動,阿卡曼輪驅動,三輪驅動,舵輪驅動,奧姆輪驅動。
每一個對於給定ros速度信息時的速度解析,會根據其自身的構造與運動特點而發生變化,下麵就會針對每一個構造,給出具體的速度解析公式,以方便之後有需要時參考。其中有一些共同的基礎理論,及底盤的旋轉中心ICC到每個輪子計算出的方向應該是垂直的,而對應輪子的速度為 到輪子的距離r 乘以角速度w。
差分驅動是最常見的一種驅動方式,相對來說也是最簡單的一種,其中差速還可以分為兩輪差速,多輪兩側差速,多輪履帶差速等等,其外形雖有差別,但核心基本類似。主要是通過控製底盤兩側的速度(大小與方向),使得底盤可以達到設定速度與朝向。 差分解析的文章很多,這裏就不再贅述,分享一下別人的文章內容即可。例如這裏的差分驅動簡介 ,簡介2 以及ROS速度解析。 其主要需要知道一些必要的物理參數,例如機器人的寬度等。
這裏主要想說一下,差速輪的可能出現的問題。 第一個,DC電機控製輪子時,由於電機性能的微小差異,在給定相同速度下,輪子出現快慢不一的情況,可能需要一個比例參數,來調和兩邊的電機速度。第二,由於差分很大程度上依賴地麵摩擦,而在打滑的情況下,很容易出現給定速度與實際速度出現差異,對行走效果產生影響,甚至會出現一定程度上的側移。
來自百度百科,阿克曼轉向機構是為了解決汽車在轉向時,由於左、右轉向輪的轉向半徑不同所造成的左、右轉向輪轉角不同的問題。根據阿克曼轉向幾何設計轉向機構,在車輛沿著彎道轉彎時,利用四連杆的相等曲柄,可以使內側輪的轉向角比外側輪大大約2~4度,使四個輪子路徑的圓心大致上交會於後軸的延長線上瞬時轉向中心,從而讓車輛可以順暢的轉彎。
三輪驅動,主要由一個可以控製方向的前輪,與兩個控製速度的後輪組成,ICC的位置一定在垂直於後輪的水平線上。
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