C++语言的一个重要特征是可以进行面向对象的设计(OOP),而OOP的核心思想之一便是使用继承,可以定义相似的类型并对其相似关系进行建模。通过继承联系在一起的类构成一种层次关系,层次关系的根部有一个基类(base class),其它类则直接或间接地从基类继承而来,这些继承得到的类称为派生类(derived class)。 机器人轨迹规划算法中,一个很重要的问题是路径的计算,但是机器人的路径有多种,
在学习KDL源码的时候,发现在“frames.hpp”中使用了大量的内联函数,涉及这些基础的类,向量(vector),旋转(rotation),坐标系(frame),力旋量(wrench),速度旋量(twist)等等。这也说明基础的类的包含的成员函数并不是十分复杂,符合内联函数的特点(规模较小、流程直接、频繁调用)。使用内联函数机制可以减小调用函数的开销。 KDL中的部分类定义(frames.hp
1.本文讨论的内容和目的 本文从ROS MOVEIT!的入门教程moveit_tutorial中的运动学模型(kinematic_model_tutorial.launch.cpp)入手,目的是想搞明白:(1)ROS是如何导入机器人模型;(本文内容) (2)如何调用逆运动学算法求解。(以后再写) 搞明白这两件事后,就能够自己定义一个机械臂,然后调用自己编写的逆运动学算法。 2.ROS中的机器人模
URDF(Universal Robot Description Format)——通用机器人描述格式,它是ROS里边使用的一种机器人的描述文件,包含的内容有:连杆、关节,运动学和动力学参数、可视化模型、碰撞检测模型等。 到目前为止,本文的主要内容有两个:(1)将solidworks里绘制的三连杆机械臂的三维模型转化为URDF文件,并在rviz中打开;
首先说一下我的心得: 1. 我认为KDL的精髓是Spatial Vector,结合C++等面向对象的语言可以写出较好的软件。 2. 直接阅读KDL代码不适合初学者学习机械臂动力学。 3. 要学习机械臂动力学的话应首先阅读使用3维向量推导公式的文献,也就是线速度和角速度独立分析。 4. 掌握机械臂动力学的原理之后再考虑如何将其写成代码,顺序不能错,否则会很吃力。 5
一、刚体的惯性张量 在单自由度系统中,常常要考虑刚体的质量。对于定轴转动的情况,经常用到惯量矩这个概念。对一个可以在三维空间自由运动的刚体来说,可能存在无穷个旋转轴。在一个刚体绕任意轴做旋转运动时,我们需要一种能够表征刚体质量分布的方法。在这里,我们需要引入惯性张量,它可以被看做是对一个物体惯量的广义度量。 现在我们定义一组参量,给出刚体质量在参
通过学习KDL开源项目的代码可以学习CMake构建程序的知识,现简单介绍一下orocos_kinematics_dynamics-master\orocos_kinematics_dynamics-master\orocos_kdl\examples\CMakeList.txt文件的指令。 IF(ENABLE_EXAMPLES) INCLUDE_DIRECTORIES(${
本文的内容是对另一篇文章(链接)的补充,对Trajectory_example.cpp涉及到的原理作一些简单的讲解,主要内容是: (1)机器人路径规划圆弧过渡的原理; (2)机器人路径规划梯形波的原理; (3)机器人末端姿态插值的方法(角-轴); (4)KDL使用了pathlength的概念并简述插值的方法。 1 圆弧过渡 机械臂末端从起点A到终点F,中间需要经过若
这篇文章试图说清楚两件事:1. 几何雅克比矩阵的本质;2. KDL如何求解机械臂的几何雅克比矩阵。 一、几何雅克比矩阵的本质 机械臂的关节空间的速度可以映射到执行器末端在操作空间的速度,这种映射可以通过一个矩阵来描述,就是几何雅克比矩阵,了解雅克比矩阵需要了解这种映射关系的本质,这有助于用代码实现。 机械臂是一种开链式的
机械臂的逆动力学问题可以认为是:已知机械臂各个连杆的关节的运动(关节位移、关节速度和关节加速度),求产生这个加速度响应所需要的力/力矩。KDL提供了两个求解逆动力学的求解器,其中一个是牛顿欧拉法,这个方法是最简单和高效的方法。 牛顿欧拉法算法可以分为三个步骤: step1:计算每个连杆质心的速度和加速度; step2:计算产生这些加速度所需要的合力; step3:计算其它连杆通过
很多同学会把路径规划(Path Planning)和轨迹规划(Trajectory Planning)这两个概念混淆,路径规划只是表示了机械臂末端在操作空间中的几何信息,比如从工作台的一端(A点)沿直线移动到另一端(B点)。而轨迹规划则加上了时间律,比如它要完成的任务是从A点开始到B点结束,中间是以梯形的速度规律来运行的(先以一个加速度a加速运动到一定的速度Vmax,然后再以固定的速度Vmax巡航
对于串联机器人来说,求逆解的难度要大于求正解,市面上的工业机器人一般是利用的是利用解析法求封闭解,机器人有封闭解是有条件的---Pieper法则。另一种求逆解的方法是利用迭代法求数值解,适用于不满足Pieper法则的构型,特别适用于运动学冗余的机械臂。 KDL提供了3种逆解方法:(1)纯牛顿拉普森迭代法;(2)关节限位的牛顿法;(3)基于LM的方法。其中(1)和(2)几乎是相同的,只是在迭代求解
如图1所示的球形手腕(三个关节的轴线相交于一点)是常用的机械臂结构,我们希望在已知坐标系3至坐标系6的旋转矩阵的条件下求解3个关节值q3,q4,q6。旋转矩阵可通过欧拉角集合、四元数或直接用3×3的矩阵给出。 图1 典型腕关节结构 假设现在已知的旋转矩阵为: q3,q4,q6的值为 : 当q
KDL(kinematic-Dynamic Library)项目是欧洲一些搞机器人的大牛做的一个开源的项目OROCOS(Open Robot Control Software)的一部分,,它产生和发展的历史可见官网(www.orocos.org),对于机器人学领域的同学们,如果想要学习机器人路径规划、轨迹规划、逆解算法,甚至编程的话,这是一个很好的学习素材。 这篇文章主要
积分
粉丝
勋章
TA还没有专栏噢
第三方账号登入
看不清?点击更换
第三方账号登入
QQ 微博 微信