Ackermann Kinematic Model

アッカーマン運動学モデルを使用した乗用車型ビークルの動き

R2019b 以降

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ライブラリ:
Robotics System Toolbox / Mobile Robot Algorithms

説明

Ackermann Kinematic Model ブロックはアッカーマン ステアリングを使用する乗用車型ビークル モデルを作成します。このモデルは、距離 Wheel base だけ離れた 2 本の車軸をもつビークルを表します。ビークルの状態は、4 要素ベクトル [x y θ ψ] として定義され、グローバルの xy- 位置、ビークルの向き θ、ステアリング角度 ψ で指定します。ビークルの向きと xy 位置は、後車軸の中心で定義されます。角度はラジアン単位で指定され、グローバル位置はメートル単位で指定されます。ビークルのステアリング入力は、dψ/dt (ラジアン/秒単位) として指定されます。

例

Simulink でのアッカーマン駆動ビークルのプロット

この例では、Ackermann Kinematic Model ブロックの位置をプロットし、そのビークルの速度とステアリング角速度をリアルタイムで変更する方法を示します。

ライブ スクリプトを開く

端子

入力

v — ビークルの速度

数値スカラー

ビークルの速度。メートル/秒単位で指定します。

dψ/dt — ステアリング角速度

数値スカラー

ビークルのステアリング角速度。ラジアン/秒単位で指定します。

出力

state — ビークルの状態

4 要素ベクトル

現在の xy 位置、向き、ステアリング角度。[x y θ ψ] としてメートルおよびラジアン単位で指定します。

stateDot — state 出力の微分

4 要素ベクトル

ビークルの線形速度および角速度。[xDot yDot thetaDot psiDot] ベクトルとしてメートル/秒単位およびラジアン/秒単位で指定します。線形速度および角速度は、state 出力の時間微分を取得することにより計算されます。

パラメーター

ホイール ベース — 前後の車軸間の距離

1 (既定値) | 正の数値スカラー

ホイール ベースは前後の車軸間の距離を示し、メートル単位で指定されます。

ビークル速度範囲 — ビークルの最小速度と最大速度

[-Inf Inf] (既定値) | 2 要素ベクトル

車輪速度範囲は、ビークルの最小車輪速度と最大車輪速度を指定する 2 要素ベクトル [MinSpeed MaxSpeed] です。ラジアン/秒単位で指定します。

最大ステアリング角度 — 前後の車軸間の距離

pi/4 (既定値) | 正の数値スカラー

最大ステアリング角度はビークルが左右にステアリングできる最大量を指し、ラジアン単位で指定します。既定値は pi/4 です。

初期状態 — ビークルの初期状態

[0;0;0;0] (既定値) | 4 要素ベクトル

ビークルの初期の x、y 位置、向首角 theta、ステアリング角度 psi。

シミュレーション実行方法 — 実行するシミュレーションのタイプ

インタープリター型実行 (既定値) | コード生成

• インタープリター型実行 — MATLAB^® インタープリターを使用してモデルをシミュレートします。詳細については、シミュレーション モード (Simulink)を参照してください。

• コード生成 — 生成される C コードを使用してモデルをシミュレートします。シミュレーションをはじめて実行すると、Simulink^® によってブロック用の C コードが生成されます。モデルが変更されない限り、この C コードは後続のシミュレーションで再利用されます。

調整可能: No

参照

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

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2019b で導入

参考

ブロック

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

クラス

• ackermannKinematics

トピック

• モバイル ロボットの運動学的方程式