Ackermann Kinematic Model

Ackermann 기구학 모델을 사용한 차륜 이동체의 모션

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라이브러리:
Robotics System Toolbox / Mobile Robot Algorithms

설명

Ackermann Kinematic Model 블록은 Ackermann 조향을 사용하는 차륜 이동체 모델을 생성합니다. 이 모델은 두 차축이 거리 Wheel base만큼 떨어져 있는 이동체를 표현합니다. 이동체 상태는 요소를 4개 가진 벡터 [x y θ ψ]로 정의됩니다. 각각은 전역 xy-위치, 이동체 방향 θ, 조향각 ψ입니다. 이동체 방향과 xy 위치는 뒤 차축의 중심에서 정의됩니다. 각도는 라디안으로, 전역 위치는 미터로 지정됩니다. 이동체의 조향 입력값은 dψ/dt(단위: 초당 라디안)로 주어집니다.

예제

Plot Ackermann Drive Vehicle in Simulink

Plot the position of an Ackermann Kinematic Model block and change the vehicle velocity and steering angular velocity in real-time.

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포트

입력

v — 이동체 속도

숫자형 스칼라

이동체 속도로, 초당 미터 단위로 지정됩니다.

dψ/dt — 조향 각속도

숫자형 스칼라

이동체의 조향 각속도로, 초당 라디안 단위로 지정됩니다.

출력

state — 이동체의 상태

요소를 4개 가진 벡터

현재의 xy 위치, 방향, 조향각으로, [x y θ ψ]로 지정됩니다(단위: 미터 및 라디안).

stateDot — state 출력값의 도함수

요소를 4개 가진 벡터

이동체의 선속도와 각속도로, [xDot yDot thetaDot psiDot] 벡터로 지정됩니다(단위: 초당 미터 및 초당 라디안). 선속도와 각속도는 state 출력값의 시간 도함수를 구하여 계산됩니다.

파라미터

축간 거리 — 앞 차축과 뒤 차축 간의 거리

1 (디폴트 값) | 양의 숫자형 스칼라

축간 거리는 이동체의 앞 차축과 뒤 차축 간의 거리를 나타내며, 미터 단위로 지정됩니다.

이동체 속도 범위 — 이동체의 최소 속도와 최대 속도

[-Inf Inf] (디폴트 값) | 요소를 2개 가진 벡터

바퀴 속도 범위는 이동체의 최소 바퀴 속도와 최대 바퀴 속도 [MinSpeed MaxSpeed]를 제공하는 2개 요소 벡터로, 초당 라디안 단위로 지정됩니다.

최대 조향각 — 앞 차축과 뒤 차축 간의 거리

pi/4 (디폴트 값) | 양의 숫자형 스칼라

이동체를 오른쪽 또는 왼쪽으로 조향할 수 있는 최대 크기를 나타내는 최대 조향각으로, 라디안 단위로 지정됩니다. 디폴트 값은 pi/4입니다.

초기 상태 — 이동체의 초기 상태

[0;0;0;0] (디폴트 값) | 요소를 4개 가진 벡터

이동체의 초기 x 위치와 y 위치, 방향각 theta, 조향각 psi입니다.

다음을 사용하여 시뮬레이션 — 실행할 시뮬레이션 유형

인터프리터형 실행 (디폴트 값) | 코드 생성

• 인터프리터형 실행 — MATLAB^® 인터프리터를 사용하여 모델을 시뮬레이션합니다. 자세한 내용은 Interpreted Execution vs. Code Generation (Simulink) 항목을 참조하십시오.

• 코드 생성 — 생성된 C 코드를 사용하여 모델을 시뮬레이션합니다. 시뮬레이션을 처음 실행하면 Simulink^®는 블록에 대한 C 코드를 생성합니다. 이 C 코드는 모델이 바뀌지 않는 한 후속 시뮬레이션에 재사용됩니다.

조정 가능: No

참고 문헌

[1] Lynch, Kevin M., and Frank C. Park. Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control. 1st ed. Cambridge, MA: Cambridge University Press, 2017.

확장 기능

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2019b에 개발됨

참고 항목

블록

• Bicycle Kinematic Model | Differential Drive Kinematic Model | Unicycle Kinematic Model

클래스

• ackermannKinematics

도움말 항목

• 이동 로봇 기구학 방정식