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独立4輪ステア移動機構

図の右上のホイールについての速度ベクトルを考えると

\[ \vec{v_1} = \left( \dot{x} -r \dot{\theta}\sin{\theta}, \dot{y} +r \dot{\theta}\cos{\theta} \right) \]

この時図の右上のホイールの操舵角度は

\[ \theta_1 = \tan^{-1}\dfrac{\dot{y} +r \dot{\theta}\cos{\theta}}{\dot{x} -r \dot{\theta}\sin{\theta}} \]

4輪分を上記のように導出すると以下のようになる

\[ \begin{array}{} \vec{v_1} = \left( \dot{x} -r \dot{\theta}\sin{\theta}, \dot{y} +r \dot{\theta}\cos{\theta} \right)\\ \vec{v_2} = \left( \dot{x} -r \dot{\theta}\cos{\theta}, \dot{y} -r \dot{\theta}\sin{\theta} \right)\\ \vec{v_3} = \left( \dot{x} +r \dot{\theta}\sin{\theta}, \dot{y} -r \dot{\theta}\cos{\theta} \right)\\ \vec{v_4} = \left( \dot{x} +r \dot{\theta}\cos{\theta}, \dot{y} +r \dot{\theta}\sin{\theta} \right) \end{array} \]
\[ \begin{array}{} \theta_1 = \tan^{-1}\dfrac{\dot{y} +r \dot{\theta}\cos{\theta}}{\dot{x} -r \dot{\theta}\sin{\theta}}\\ \theta_2 = \tan^{-1}\dfrac{\dot{y} -r \dot{\theta}\sin{\theta}}{\dot{x} -r \dot{\theta}\cos{\theta}}\\ \theta_3 = \tan^{-1}\dfrac{\dot{y} -r \dot{\theta}\cos{\theta}}{\dot{x} +r \dot{\theta}\sin{\theta}}\\ \theta_4 = \tan^{-1}\dfrac{\dot{y} +r \dot{\theta}\sin{\theta}}{\dot{x} +r \dot{\theta}\cos{\theta}}\\ \end{array} \]

制御する際には操舵角の角度制御の目標値に\(\theta_j\)を与え、ホイールの速度制御の目標値に\(|\vec{v_j}|\)を与える。

Note

Todo: 図を載せる

参考文献