kinematicTrajectory
率驱动的轨道产生
描述
该kinematicTrajectory系统对象™使用指定的加速度和角速度生成轨迹。
从费率生成轨迹:
创建
kinematicTrajectory对象并设置其属性。使用参数调用对象，就好像它是一个函数一样。
要了解更多有关系统对象的方式工作，请参阅什么是系统对象?(MATLAB)。
创建
属性
使用
句法
描述
[输出轨迹状态，然后根据输出的轨迹状态更新轨迹状态位置，取向，速度，促进，angularVelocity)=轨迹(bodyAcceleration，bodyAngularVelocity）bodyAcceleration和bodyAngularVelocity。
这句法是如果只有有效AngularVelocitySource被设置为“输入”和AccelerationSource被设置为“输入”。
[输出轨迹状态，然后根据输出的轨迹状态更新轨迹状态位置，取向，速度，促进，angularVelocity)=轨迹(bodyAngularVelocity）bodyAngularAcceleration。
这句法是如果只有有效AngularVelocitySource被设置为“输入”和AccelerationSource被设置为“属性”。
[输出轨迹状态，然后根据输出的轨迹状态更新轨迹状态位置，取向，速度，促进，angularVelocity)=轨迹(bodyAcceleration）bodyAcceleration。
这句法是如果只有有效AngularVelocitySource被设置为“属性”和AccelerationSource被设置为“输入”。
[输出轨迹状态，然后更新轨迹状态。位置，取向，速度，促进，angularVelocity]=轨迹()
这句法是如果只有有效AngularVelocitySource被设置为“属性”和AccelerationSource被设置为“属性”。
输入参数
输出参数
对象函数
一步 |
运行系统对象算法 |
例子
创建默认的kinematicTrajectory
创建一个默认kinematicTrajectory系统对象™，并探索输入、属性和生成轨迹之间的关系。
轨迹= kinematicTrajectory
位置:[0 00]方位:[1×1四元数]速度:[0 00]加速度来源:'输入'角度速度来源:'输入'
默认情况下,kinematicTrajectory物体的初始位置为[0 0 0]，初速度为[0 0 0]。方向由四元数1 (1 + 0i + 0j + 0k)描述。
该kinematicTrajectory对象在属性中维护可见和可写的状态位置，速度,取向。当您调用对象时，状态将被输出，然后被更新。
例如，通过指定相对于物体坐标系的加速度和角速度来调用对象。
bodyAcceleration = (5 5 0);bodyAngularVelocity = [0, 0, 1];[位置，方向，速度，加速度，angularVelocity] =轨迹（bodyAcceleration，bodyAngularVelocity）
位置=1×30 0 0
方向=四元1 + 0i + 0j + 0k
速度=1×30 0 0
加速度=1×35 5 0
angularVelocity =1×30 0 1
位置，方向，和从输出速度弹道对象对应于状态调用该对象之前报告的性质。该弹道状态在被调用后更新，从属性中可以观察到:
弹道
轨迹= kinematicTrajectory与属性：采样率：100位置：[2.5000e-04 2.5000e-04 0]方向：[1×1四元数]速度：[0.0500 0.0500 0] AccelerationSource： '输入' AngularVelocitySource： '输入'
该促进和angularVelocity的输出弹道对象对应于bodyAcceleration和bodyAngularVelocity，但他们在返回导航坐标系。使用取向输出旋转促进和angularVelocity并验证它们近似等价于bodyAcceleration和bodyAngularVelocity。
rotatedAcceleration = rotatepoint(定位、加速度)
rotatedAcceleration =1×35 5 0
angularVelocity rotatedAngularVelocity = rotatepoint(方向)
rotatedAngularVelocity =1×30 0 1
该kinematicTrajectorySystem object™允许您通过属性修改弹道状态。将位置设置为[0,0,0]，然后在体坐标系中调用具有指定加速度和角速度的对象。为了便于说明，复制弹道对象之前修改位置财产。调用两个对象，观察它们的位置是否发散。
trajectoryClone =克隆(轨迹);轨迹。位置= [0,0,0]; position = trajectory(bodyAcceleration,bodyAngularVelocity)
位置=1×30 0 0
clonePosition = trajectoryClone（bodyAcceleration，bodyAngularVelocity）
clonePosition =1×3103×0.2500 0.2500
创建摆动轨迹
这个例子显示了如何创建一个轨迹振荡沿北使用本地NED坐标系轴kinematicTrajectory系统对象™。
创建一个默认kinematicTrajectory宾语。默认的初始取向与当地对准NED坐标系。
traj = kinematicTrajectory
位置:[0 00]方位:[1x1四元数]速度:[0 00]加速度来源:'输入'角度速度来源:'输入'
定义一个持续10秒的轨迹，包括绕东轴旋转(俯仰)和沿当地NED坐标系的北轴摆动。使用默认的kinematicTrajectory采样率。
FS = traj.SampleRate;持续时间= 10;NUMSAMPLES =持续时间* FS;cyclesPerSecond = 1;samplesPerCycle = FS / cyclesPerSecond;numCycles =小区（NUMSAMPLES / samplesPerCycle）;maxAccel = 20;三角形= [linspace（maxAccel，1 / FS-maxAccel，samplesPerCycle / 2），…linspace (-maxAccel maxAccel - (1 / fs), samplesPerCycle / 2)];振荡= repmat(三角形numCycles 1);振荡=振荡(1:numSamples);accNED = [0 (numSamples, 2),振动);angVelNED = 0 (numSamples, 3);angVelNED(:, 2) = 2 *π;
绘制加速度控制信号。
timeVector = 0:1 / fs: (duration-1 / fs);图(1)情节(timeVector振荡)包含(“时间(s)”)ylabel ('加速（米/秒）^ 2')标题(“局部NED坐标系下的加速度”）
产生一个循环的轨迹样本由样本。该kinematicTrajectory系统对象假定加速度和角速度输入是在当地传感器主体坐标系。旋转加速度和角速度的控制信号从NED坐标系到传感器主体使用的坐标系rotateframe和取向状态。每次更新位置的3d图。添加暂停模拟实时处理。一旦循环完成，绘制位置随时间的变化。旋转accNED和angVelNED控制信号到本地坐标体系统确保沿向下轴线运动停留。
图(2)plotHandle = plot3(traj.Position(1)，traj.Position(2)，traj.Position(3)，“博”);网格在包含('北')ylabel (“东”）zlabel（“下来”）轴（[ - 1 1 -1 1 0 1.5]）保持在Q =一（NUMSAMPLES，1，“四元”);对于= 1:numSamples accBody = rotateframe(traj.Orientation,accNED(ii，:));angVelBody = rotateframe (traj.Orientation angVelNED (ii):));(pos (ii):), q (ii),或者,ac) = traj (accBody angVelBody);集(plotHandle,“XData”pos (2, 1),'YDATA'，POS（II，2），'ZDATA'、pos(2, 3))暂停(1 / fs)结束图(3)情节(timeVector pos (: 1),“博”，…timeVector，POS（：，2），'R'。，…timeVector，POS（：，3），“g”。)包含(“时间(s)”)ylabel ('位置（m）')标题(" NED位置随时间变化")传说('北'，“东”，“下来”）
将记录的方向转换为欧拉角和图。虽然平台的方向随时间变化，但加速度始终沿北轴运动。
图(4)eulerAngles = eulerd(q，'ZYX'，'帧');情节(timeVector eulerAngles (: 1),“博”，…timeVector eulerAngles (:, 2),'R'。，…timeVector eulerAngles (: 3)“g”。)轴([0,持续时间,-180180])传说('滚'，“节”，“偏航”)包含(“时间(s)”)ylabel (的旋转(度))标题(“定位”）
生成线圈轨迹
此示例示出了如何使用以生成线圈的轨迹kinematicTrajectory系统对象™。
创建一个持续时间为1000秒的圆形轨迹，采样率为10hz。将圆的半径设为5000米，速度设为每秒80米。将爬升速度设为每秒100米，俯仰角度设为15度。指定初始方向为指向运动方向。
持续时间= 1000;%秒fs = 10;%赫兹N = * fs持续时间;样本数量半径= 5000;%米速度= 80;每秒％米climbRate = 50;每秒％米initialYaw = 90;％度距= 15;％度initPos = [radius, 0,0];initVel = [0, speed, climbRate];initOrientation =四元数([initialYaw球场0],'eulerd'，'ZYX'，'帧');轨迹= kinematicTrajectory (“SampleRate”，FS，…'速度'initVel,…'位置'initPos,…“定位”,initOrientation);
在物体坐标系中指定恒定的加速度和角速度。旋转车身框架，以适应俯仰。
accBody = 0 (N, 3);accBody(:, 2) = ^ 2 /速度半径;accBody (: 3) = 0.2;angVelBody = 0 (N, 3);angVelBody(:, 3) =速度/半径;pitchRotation =四元数((0,0),'eulerd'，'ZYX'，'帧');angVelBody = rotateframe (pitchRotation angVelBody);accBody = rotateframe (pitchRotation accBody);
调用弹道与在体内的指定加速度和角速度的坐标系。绘制的位置，方向和速度随着时间的推移。
[位置，方向，速度]=轨迹(accBody,angVelBody);eulerAngles = eulerd(取向,'ZYX'，'帧');速度= SQRT（总和（速度^ 2,2）。）;timeVector =（0：（N-1））/ FS;图（之一）plot3（位置（：，1），位置（：，2），位置（：，3））xlabel（“北(m)”)ylabel ('东（M）'）zlabel（“下来(m)”)标题('位置'网格)在
图(2)情节(timeVector eulerAngles (: 1),…timeVector eulerAngles (:, 2),…timeVector eulerAngles(: 3)轴([0,持续时间,-180180])传奇('Yaw(向下旋转)'，“基音（绕着东）”，'Roll (Rotation Around North)')包含(“时间(s)”)ylabel (的旋转(度))标题(“定位”）
图(3)情节(timeVector、速度)包含(“时间(s)”)ylabel (“速度(米/秒)”)标题('速度'）
产生螺旋形上升的圆形轨迹没有输入
定义一个恒定的角速度和恒定的加速度来描述一个螺旋的圆形轨迹。
Fs = 100;r = 10;速度= 2.5;initialYaw = 90;initPos = [r 0 0];initVel = [0 speed 0];initOrient =四元数([initialYaw 0 0])，'eulerd'，'ZYX'，'帧');accBody = [0速度^ 2 / R 0.01];angVelBody = [0 0速度/ R];
创建一个运动轨迹的对象。
TRAJ = kinematicTrajectory（“SampleRate”，FS，…'位置'initPos,…'速度'initVel,…“定位”，initOrient，…“AccelerationSource”，“属性”，…“加速”accBody,…“AngularVelocitySource”，“属性”，…“AngularVelocity”,angVelBody);
调用在一个循环的运动轨迹对象并记录位置输出。绘制随时间变化的位置。
N = 10000;POS =零（N，3）;对于i = 1:N个pos(i，:) = traj();结束plot3(pos(:，1)， pos(:，2)， pos(:，3))'位置')包含(“X (m)”)ylabel ('Y（M）'）zlabel（“Z (m)”）
扩展功能
介绍了在R2018b
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