笔记 / 机器人学
差速驱动与阿克曼转向
用一个实用框架连接车轮几何、非完整约束与控制器选择。
先说结论
差速底盘通过改变左右轮速度转向;阿克曼底盘通过改变前轮转角转向,让各车轮轴线汇聚到同一个瞬时曲率中心。
对于轮距为 L 的差速底盘:
v_R = v + ωL/2
v_L = v - ωL/2
模型虽然简单,但真实平台仍然会受到轮胎打滑、执行器不一致和地面材质的影响。
阿克曼转向使用曲率关系:
R = L / tan(δ)
它更适合高速、稳定的车辆运动,但会引入最小转弯半径和更严格的路径曲率约束。
如何选择模型
当原地转向、室内机动性和简单执行机构更重要时,选择差速驱动;当速度、滚动效率和车辆式运动更重要时,选择阿克曼转向。控制器应当尊重机械结构,而不是假设两种平台拥有相同的动作空间。