6、助力机器人Baxter-On-Wheels（BOW）的运动控制与应用

助力机器人Baxter-On-Wheels（BOW）的运动控制与应用

1. 系统实现与运动学分析

为了便于原型开发，选择在MATLAB中实现控制算法，虽然牺牲了一定的速度，但局域网内的通信速度足以支持平均约50ms的采样周期。

系统运动学方面，系统在所有关节角度定义为零的配置下，轮椅位于原点并朝向惯性系的正x方向。左右手臂结构对称，左臂的连杆参数用a、b、c、d表示，手臂基座相对于轮椅坐标中心的位移由向量pBOL和pBOR给出。左右手臂的关节角度分别用向量qL和qR表示，其中qL = {qL1, …, qL7}，qR = {qR1, …, qR7}。

假设车轮无滑动，轮椅的运动学由标准的单轮模型描述：
[
\begin{bmatrix}
\dot{\theta}_B \
\dot{x}_B \
\dot{y}_B
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
1 & 0 \
0 & \cos\theta_B \
0 & \sin\theta_B
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
\omega_B \
v_B
\end{bmatrix}
]
其中，((x_B, y_B))是轮椅相对于惯性系的中心位置，(\theta_B)是轮椅的方向，((\omega_B, v_B))分别是轮椅的转向和线速度。

左臂/基座系统（右臂类似）在移动基座坐标系中的微分运动学为：
[
V_T = J_{TL} \dot{q}