3.4 移动机器人工作空间(摘自自主移动机器人导论2)

对于一个机器人来说,机动性等效于它的控制自由度。但是,机器人是处于某种环境的,因而下一个问题是把我们的分析放到环境之中。

我们关心机器人用它可控制的自由度在环境中定位它本身的方法。例如,考虑 Ackerman 车辆或汽车,对这种车辆而言,控制的自由度总数是 δm = 2。一个为操纵;另一个为驱动轮的执行。但在它的环境中,车辆的自由度是什么呢?事实上,它是 3 个。汽车可以在平面上将它自己定位于任何点 x,y,并具有角度 θ。

因此,辨识可能配置的机器人的空间是重要的。因为,令人惊奇的是,它可以超过 δm。除了工作空间,我们关心有关机器人如何能在不同配置环境之间进行运动;它可以跟踪的路径类型是什么样的?进一步,穿过这个配置空间,它的可能轨迹是什么样的?在讨论的其余部分,我们把重点从内部的运动学细节(如转向、转向机器人底盘的姿态和底盘的自由度)记住这一点,现在让我们把机器人放到它的工作空间的背景中。

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