路线规划中的车辆模型可以简化为二维平面上运动的刚体结构,任意时刻车辆的状态q=(x,y, θ),车辆坐标的原点位于后轴的中心位置,坐标轴与车身平行。s表示车辆的速度,φ表示steering angle(左为正,右为负),L表示前轮和后轮的距离,如果steering angle保持 φ不变,车辆就会在原地转圈,半径为ρ。
车辆运动模型:
在一个非常短的时间Δt内,可以近似认为车辆按照车身的方向运动,dx、dy表示在dt时间内车辆在x轴、y轴移动的距离。
由
可以推出:
用ω表示Δt时间内车身运动的距离,于是由
可以推出:
对等式两侧除以dt,并且基于
的条件可以最终得到等式:
至此一个简化的非完整约束的车辆运动模型完成了。
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