车的行走路线更加简化——简化成直线和圆弧。即我们可以近似地认为,小车在行走的过程,要么走直线,要么走圆弧。实际存在的路径可能是更高次的曲线,但都可以通过直线和圆弧来近似逼近,即所有的路径中一条由很多条直线段与圆弧相切组成的。
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对小车的路径进行分析,小车要到达任何一点,要么走直线,要么走圆弧。通过直线、圆弧的几何分析,可以知道,直线是半径为无穷大的圆弧。因此可以将小车的运动作统一分析。
小车的运动路径可以归纳为以下三种情况:
(1)直线情况, ;
(2)一般的转弯, ( );
(3)原地转动, 。
——路径的半径。
2.1.3 运动模型
小车行走模型建立的前提是:(1)小车在行走时无滑动;(2)小车在平面上行走。
在到达平面上的任何一点,小车必须至少具备直线运动和圆弧运动(转弯)两种功能。
智能小车要求能在平面上精确地到达一点或者沿着要求的某条路径到达某一个点,至少需要2个自由度。对应到平面上的运动可以简化成三种运动:
(1)直线运动(包括后退)
这种运动是小车只沿着某一个方向运动,但车体相对于原来的位置没有角度的转动。
这种情况是小车的目的地与小车的行驶方向刚好是在一条直线上的,如图2-1的A点与B点。小车的初始位置为O点。如果小车的目的点是A点时,小车可以直线到到达;如果小车的目的点在B点时,小车可以直线后退的方式到达。
图2-3 智能小车直线运动示意图
(2)原地转弯运动。
图2-4 智能小车原地转弯运动示意图
有些时候只需要对小车的方向进行一定的调整,而不需要其进行位移。于是就需要原地转动。
(3)圆弧运动
在小车行走的过程中,有很多时候小车不仅需要发生位移的变化,而且要求有方向角度上的变化,亦即行走轨迹是一条曲线。曲线的次数可能是二次的,或者是更高次的。但为了控制的方便,也更适合实际的运动情况,可以将实际情况中遇到的所有二次及以上的曲线用圆弧来逼近。
图2-5 智能小车转弯运动示意图
如图中A点与B点所示。当目的点A点与B点不在小车初始的行驶方向(即图中的Y方向)时,也就是说小车不能通过直接走直线到达时,小车有两种到达A点、B点的方法。
如果对小车的行走路径没有严格的要求,只是要求其最终到达B点上时,小车可以直接走直线 。行走的方法是:(1)先绕其初始的运动中心(亦即原点)O点转动一个角度,使其行走方向与B点在一条直线上。(2)直线运动到B点。
对正弘蓝堡湾物业小区前期介入情况的分析如果对路径有严格的要求,如图中要求从O点沿圆弧 到达B点时,此时小车就需要做圆弧运动,亦即转弯。它需要一边行走,一边改变其方向角度。
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