全向輪底盤磁導軌尋跡
全向輪底盤上安裝兩條磁傳感器帶用於磁導軌尋跡
如簡圖所示,兩條與Y直線相交的黑色線條我們認為是兩條磁檢測傳感器帶
矢量方法修正車體位置
定義軌道左為負向,軌道右為正向。傳感器左檢測為負,右檢測為正;
定義底盤坐標系為αβ,軌道坐標系為XY,車體與軌道坐標系的偏轉角度為θ;
設前傳感器檢測為值為Pf,後傳感器檢測位置為Pb,兩傳感器距離為L,後傳感器與機器人中心點的距離為S(如中心在兩傳感器中間,S符號為負,如中心在後傳感器後面,S符號為正)。中心點旋轉偏角為θ,橫向偏移為Poff。
由幾何關系可得出θ = tan-1((Pb-Pf)/L)
Poff = (-Pb/tanθ-S)sinθ
然後通過轉換關系(諸如PID,模糊等方式)將θ 轉換為對應的底盤自旋速度Vθ
此外底盤還有沿磁導軌Y軸方向的運動速度V,該速度同樣由建立到車體上的αβ速度坐標系合成,V sinθ 、V cosθ
則傳遞到電機速度解算函數的速度參數
Vβ = -Voff sinθ + V cosθ
Vα = -Voff cosθ - V sinθ
Vω = Vθ
上面的分析只考慮了底盤實際位置的橫移與旋轉,沒有考慮當前畸變的速度方向的影響,對於車體沿導軌的主速度采用了直接修正的方式去處理,這裏忽略了一個情況,速度不是瞬變的,車體受慣性仍會沿當前主速度方向運動,這樣即使修正了主速度矢量與導軌Y方向對齊,但原來偏離了θ‘角度的主速度仍會影響車體運動。一般來說θ‘會在0到θ之間,要具體求出需要獲取當前各個輪子的速度,然後通過坐標換算反求。為了抵消這個原主速度的影響並簡化計算,我們可以在Voff
這樣新的Voffsum =Voff +kVlastsinθ
k為修正系數
這樣修正上面的傳遞到電機速度解算函數的速度參數
Vβ = -Voffsum sinθ + V cosθ
Vα = -Voffsum cosθ - V sinθ
Vω = Vθ
全向輪底盤磁導軌尋跡