轮式移动机器人运动学建模方法 (二号黑体) - 重庆交通大学研究生部

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1、2012年重庆交通大学“道润·博士生论坛”轮式移动机器人运动学建模方法*(二号黑体)常勇1,2马书根1,3王洪光1谈大龙1(四号仿宋)(1.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点试验室沈阳110016；(五号宋体，文中数字和字母为TimesNewRoman)2.中国科学院研究生院北京100039；3.日本立命馆大学机器人系滋贺525-8577日本)摘要(小五黑体)：研究轮式移动机器人运动学建模方法问题。提出用于不规则地形下的轮式移动机器人运动学建模方法——轮心建模法(Wheel-centermodeling,WCM)在分析多刚体链式结构运动的速度特性以及不规则地形上轮

2、式移动机构转动角速度特性的基础上，建立车轮轮心速度的矢量表达式，即确立WCM。以六轮摇臂转向架月球漫游车的运动学建模为例，分析各关节转动角速度矢量在车体坐标系下的投影，并根据转动矢量方向在车体坐标系中变化与否，将矢量叉乘的投影写成不同的形式，利用车轮轮心坐标系、轮地接触坐标系相对于车体中心坐标系的齐次变换矩阵中的相应元素，将车轮轮心的速度矢量表达式投影到车体中心坐标系下，建立车体运动学模型，从中阐述WCM的方法和过程，并分析WCM的特点。用试验和仿真验证该建模方法的正确性。(小五宋体，摘要长度300~500字)关键词(小五黑体)：双层辉光人工神经网络预测模型(小五宋体)中

3、图分类号(小五黑体)：TG156(小五TimesNewRoman)ResearchonANN-basedPredictionModelUsedtoDoubleGlowPlasmaSurfaceAlloyingProcessing(小三)CHANG(姓大写)Yong1,2XXXXxxxxx1,3XXXXxxxxx1XXXXxxxxx1(小四)(1.StateKeyLaboratoryofRobotics,ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016;2.GraduateSchool

4、,ChineseAcademyofSciences,Beijing100039;3.DepartmentofRobotics,RitsumeikanUniversity,Shiga-ken525-8577,Japan)(五号)Abstract(小五黑体)：Thekinematicmodelingmethodforawheeledmobilerobotisstudied.Amodelingmethodcalledwheel-centermodeling(WCM)forkinematicsofawheeledmobilerobotthatmovesonuneventerrai

5、nispresented.Thevectorexpressionofwheelcentervelocityisderivedbasedontheanalysisofthevelocitycharacteristicofamultirigidchain’slocomotionandthewheel-modelmovingmechanism’smovingonuneventerrain.ThemethodofWCMisintroducedasaresult.Theprojectionoftheangularvelocityoftherotaryjointsintherover

6、centreframeisanalysedandtheprojectionofvectorcrossproductisexpressedasdifferentformsaccordingtowhetherthedirectionoftheangularvelocityrelativelytorovercentreframechangesornot.Thewheelcentrevelocityisprojectedtotheroverbodycentrecoordinateframewiththeuseoftheelementsofthehomogeneoustransfo

7、rmationsfromthewheelcentreframeandthewheel-terraincontactframetotherovercenterframe.Thus,thekinematicsoftheroverismodelled.TheprocedureofkinematicmodellingusingWCMisintroducedandthecharactersofWCMisanalysed.Themethod’svalidityisverifiedbyexperimentandsimulation.(小五)