Robot mobilny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Robot mobilny to taki robot, który może dowolnie zmieniać swoje położenie w przestrzeni. Roboty tego rodzaju mogą pływać, latać lub jeździć. Roboty mobilne mogą 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.


Klasy[edytuj | edytuj kod]

Klasa robota zapisywana jest jako (\Delta_m, \Delta_s) gdzie:

\Delta_m [stopień mobilności robota]liczba stopni swobody bazy (korpusu) robota, które mogą być zmieniane poprzez zmianę prędkości koła.,
\Delta_s [stopień sterowalności (kierowalności) robota] oznacza liczbę niezależnie orientowanych kół kierowanych (skrętnych).

Liczby te (aby ruch był możliwy)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 kierowane oraz dwa koła kastora,
(2,0) - robot zwany inaczej unicycle, posiadający dwa koła umieszczone na wspólnej osi z których każde może obracać się z różną prędkością oraz jedno koło Kastora,
(1,2) - robot posiadający dwa koła kierowane 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 posiada jedno koło kierowane.

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

Wzory[edytuj | edytuj kod]

L - połowa szerokości platformy (podwozia)
\beta - kąt skrętu koła sterującego
\eta, \zeta - prędkości sterujące
\theta - orientacja robota
\eta_1, \eta_2 - prędkość liniowa względem osi x i y układu lokalnego
\eta_3 - prędkość kątowa

Klasa (3,0)[edytuj | edytuj kod]

\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},

Klasa (2,1)[edytuj | edytuj kod]

\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}

Klasa (2,0)[edytuj | edytuj kod]

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

Klasa (1,2)[edytuj | edytuj kod]

\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}

Klasa (1,1)[edytuj | edytuj kod]

\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}