题目
已知Tank-Like小车运动学公式为:dot(x) = V * costheta,dot(y) = V * sintheta,dot(theta) = omega(t),那么下列描述正确的是?其中V_R为右轮速度,V_L为左轮速度,W为两轮之间的距离。A. V = (V_R - V_L)/(2)B. omega = (V_R - V_L)/(W)C. V = (V_R - V_L)/(W)D. omega = (V_R - V_L)/(2)
已知Tank-Like小车运动学公式为:$\dot{x} = V * \cos\theta$,$\dot{y} = V * \sin\theta$,$\dot{\theta} = \omega(t)$,那么下列描述正确的是?其中$V_R$为右轮速度,$V_L$为左轮速度,$W$为两轮之间的距离。
A. $V = \frac{V_R - V_L}{2}$
B. $\omega = \frac{V_R - V_L}{W}$
C. $V = \frac{V_R - V_L}{W}$
D. $\omega = \frac{V_R - V_L}{2}$
题目解答
答案
B. $\omega = \frac{V_R - V_L}{W}$
解析
本题考查Tank - Like小车运动学公式中速度和角速度与左右轮速度的关系,解题思路是先根据左右轮速度求出小车的线速度和角速度,再与题目所给的运动学公式进行对比。
1. 求小车的线速度 $V$
小车的线速度 $V$ 是左右轮速度的平均值,即:
$V=\frac{V_R + V_L}{2}$
2. 求小车的角速度 $\omega$
设小车在时间 $t$ 内,左轮移动的距离为 $s_L = V_Lt$,右轮移动的距离为 $s_R = V_Rt$。
由于两轮之间的距离为 $W$,当小车转弯时,左右轮移动的距离差会导致小车产生转动。在时间 $t$ 内,小车转过的角度 $\theta$ 满足:
$s_R - s_L=W\theta$
将 $s_L = V_Lt$ 和 $s_R = V_Rt$ 代入上式可得:
$V_Rt - V_Lt=W\theta$
两边同时除以 $t$ 得到:
$V_R - V_L = W\frac{\theta}{t}$
而角速度 $\omega=\frac{d\theta}{dt}$,在本题中可近似看作 $\omega=\frac{\theta}{t}$,所以:
$\omega=\frac{V_R - V_L}{W}$
3. 对比选项
- 选项A:$V = \frac{V_R - V_L}{2}$ 与我们求出的 $V=\frac{V_R + V_L}{2}$ 不符,所以A选项错误。
- 选项B:$\omega = \frac{V_R - V_L}{W}$ 与我们求出的角速度表达式一致,所以B选项正确。
- 选项C:$V = \frac{V_R - V_L}{W}$ 与我们求出的 $V=\frac{V_R + V_L}{2}$ 不符,所以C选项错误。
- 选项D:$\omega = \frac{V_R - V_L}{2}$ 与我们求出的 $\omega=\frac{V_R - V_L}{W}$ 不符,所以D选项错误。