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Polynomial Trajectory

ウェイポイントを通る多項式軌跡の生成

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  • Polynomial Trajectory block

ライブラリ:
Robotics System Toolbox / Utilities

説明

Polynomial Trajectory ブロックは、3 次多項式、5 次多項式、または B スプライン多項式のいずれかを使用して、与えられた時間点にウェイポイントを通過する軌跡を生成します。このブロックは、[時間] の入力に基づいて、この軌跡を通る位置、速度、および加速度を出力します。B スプライン多項式のウェイポイントは、実際には B スプラインの凸包の制御点を定義し、実際のウェイポイントではありませんが、最初と最後のウェイポイントには一致します。

初期値と最終値は、[時間点] で定義される時間範囲外で一定に保たれます。

例

3 次多項式の軌跡の生成

3 次多項式の軌跡の生成

この例では、"Polynomial Trajectory" ブロックを使用して 3 次多項式の軌跡を生成する方法を説明します。

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B スプライン軌跡の生成

B スプライン軌跡の生成

この例では、Polynomial Trajectory ブロックを使用して B スプライン軌跡を生成する方法を説明します。

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端子

入力

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軌跡上の時間点。スカラーまたはベクトルとして指定します。一般に、スカラーとして指定した場合、この値はシミュレーション時間と同期され、それを使用して軌跡をサンプリングする時間点が指定されます。ブロックは、その時点の軌跡変数のベクトルを出力します。時間をベクトルとして指定した場合、ブロックは各列がベクトルの各要素に対応する行列を出力します。

データ型: single | double

与えられた時間点における軌跡のウェイポイントの位置。n 行 p 列の行列として指定します。ここで、n は軌跡の次元で、p はウェイポイントの数です。[メソッド] を B-spline として指定した場合、これらのウェイポイントは実際には B スプラインの凸包の制御点を定義しますが、最初と最後のウェイポイントには一致します。

依存関係

この入力を有効にするには、[ウェイポイント ソース] を External に設定します。

軌跡のウェイポイントの時間点。p 要素ベクトルとして指定します。

依存関係

この入力を有効にするには、[ウェイポイント ソース] を External に設定します。

ウェイポイントの速度境界条件。n 行 p 列の行列として指定します。各行は、軌跡の各変数についての p 個の各ウェイポイントにおける速度に対応します。

依存関係

この入力を有効にするには、[メソッド] を Cubic Polynomial または Quintic Polynomial、[パラメーター ソース] を External に設定します。

ウェイポイントの加速度境界条件。n 行 p 列の行列として指定します。各行は、軌跡の各変数についての p 個の各ウェイポイントにおける加速度に対応します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[メソッド] を Quintic Polynomial、[パラメーター ソース] を External に設定します。

出力

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軌跡の位置。スカラー、ベクトル、または行列として指定します。n 次元の軌跡の [時間] の入力にスカラーを指定した場合、出力は n 要素のベクトルになります。[時間] の入力に m 要素のベクトルを指定した場合、出力は n 行 m 列の行列になります。

データ型: single | double

軌跡の速度。スカラー、ベクトル、または行列として指定します。n 次元の軌跡の [時間] の入力にスカラーを指定した場合、出力は n 要素のベクトルになります。[時間] の入力に m 要素のベクトルを指定した場合、出力は n 行 m 列の行列になります。

データ型: single | double

軌跡の加速度。スカラー、ベクトル、または行列として指定します。n 次元の軌跡の [時間] の入力にスカラーを指定した場合、出力は n 要素のベクトルになります。[時間] の入力に m 要素のベクトルを指定した場合、出力は n 行 m 列の行列になります。

データ型: single | double

パラメーター

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[ウェイポイント] パラメーターと [時間点] パラメーターをブロック パラメーターではなくブロック入力として指定するには、External を指定します。

与えられた時間点における軌跡のウェイポイントの位置。n 行 p 列の行列として指定します。ここで、n は軌跡の次元で、p はウェイポイントの数です。[メソッド] を B-spline として指定した場合、これらのウェイポイントは実際には B スプラインの凸包の制御点を定義しますが、最初と最後のウェイポイントには一致します。

依存関係

このパラメーターをブロック マスクで指定するには、[ウェイポイント ソース] を Internal に設定します。

軌跡のウェイポイントの時間点。p 要素ベクトルとして指定します。ここで、p はウェイポイントの数です。

依存関係

このパラメーターをブロック マスクで指定するには、[ウェイポイント ソース] を Internal に設定します。

軌跡の生成方法。Cubic Polynomial、Quintic Polynomial、または B-Spline のいずれかとして指定します。

[速度境界条件] パラメーターと [加速度境界条件] パラメーターをブロック パラメーターではなくブロック入力として指定するには、External を指定します。

ウェイポイントの速度境界条件。n 行 p 列の行列として指定します。各行は、軌跡の各変数についての p 個の各ウェイポイントにおける速度に対応します。

依存関係

この入力を有効にするには、[メソッド] を Cubic Polynomial または Quintic Polynomial に設定します。

ウェイポイントの加速度境界条件。n 行 p 列の行列として指定します。各行は、軌跡の各変数についての p 個の各ウェイポイントにおける加速度に対応します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[メソッド] を Quintic Polynomial に設定します。

  • 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。このオプションでは起動時間が短縮されますが、シミュレーション速度は [コード生成] より遅くなります。このモードでは、ブロックのソース コードをデバッグできます。

  • 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。このオプションでは起動時間が長くなりますが、後続のシミュレーションの速度は [インタープリター型実行] に匹敵します。

ヒント

パフォーマンスを高めるには、次のオプションを検討してください。

  • ウェイポイントまたはパラメーターの変更の数を最小限にする。

  • [ウェイポイント ソース] パラメーターを Internal に設定する。

  • [シミュレーション実行方法] パラメーターを [コード生成] に設定する。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。

参照

[1] Farin, Gerald E. Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design: A Practical Guide. San Diego, CA: Academic Press, 1993.

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

R2019a で導入

参考

ブロック

関数