大家好,今天给大家继续分享一知半解|Matlab机器人建模与仿真控制这个系列的内容之三。 首先接着上一篇博客的内容,我们利用机器人的URDF文件,在Matlab环境下利用m代码和机器人系统工具箱,完成了puma560的可视化与运动仿真。在这里我们将继续利用puma560的URDF文件来演示如何在Simulink中生成Simscape机器人多体结构模型,并搭建机器人各关节的驱动以完成运动仿真。
小伙伴们大家好!我来了^_^// 今天我们将继续上一次的话题,如何使用MATLAB来实现机器人的建模仿真与控制。在matlab要实现机器人的仿真与控制首先要知道机器人的DH参数,根据机器人的DH参数来推导机器人的正逆运动学,最后编程实现我们想要的仿真控制。 上一篇博客中,我们谈到了通过GUI实现了正逆运动学的计算结果显示与机器人可视化三维模型的运动显示。并未对机器人模型的可视化做过多的说明
本文转载自微信公众号ROBOTICS 复习 这是我们关于雅可比矩阵的第三篇文章了。本着重要事情一定要说三遍的原则,我们再来看看雅可比矩阵从何而来、如何求之。如果前两篇文章你记得很清楚,这部分可以跳过。 首先我们在学习完正运动学——即如何将关节空间的位置映射到操作空间的位置及朝向这个问题之后,第二个问题就是瞬时运动学——如何将关节空间的速度映射到操作空间的速度。经过推导我们发现,雅可比矩
本文转载自微信公众号ROBOTICS 复习 上一篇文章(《“瞬时运动学”——还是从关节空间到操作空间(雅可比矩阵上篇)》)我们从正运动学公式推导出瞬时运动学公式,推出了著名的雅可比矩阵,并举了一个特别简单的例子以提供直观印象。简单复习一下—— 瞬时运动学解决了如何从关节速度得到end effector速度的问题: 其中,J表示雅可比矩阵(
本文转载自微信公众号ROBOTICS 前言 看懂本文,除了了解矩阵、向量、向量点乘、矩阵向量相乘等内容,以及看明白我们干货系列的前四篇文章外,你还需要懂得简单的向量求导运算——其实很简单啦,如果你不知道怎么对向量求导,那就把它当一列标量一个一个写出来,比如这样: 不知道行列怎么分布?把分母乘到右边,算一下左边是3×1向量,右边是3×2矩阵乘以2×1向量 = 3×1向量,左右相等,搞定!简
紧接着上一篇三连杆机械臂正运动学,今天我们聊一聊逆运动学的知识。机械臂逆运动学的问题描述是:已知工具坐标系相对于工作台坐标系的期望位置和姿态,如何计算一系列满足期望要求的关节角? 为求出要求的关节角以放置相对于工作台坐标系{S}的工具坐标系{T},可将这个问题分为两部分: 首先,进行坐标变换求出相对于基坐标系{B}的腕部坐标系{W}; 然后应用逆运动学求解关节角。 求解机械臂运动学方程是一
相信朋友们看了古月居之前的推送:机械臂动力学系列都收获不少吧。动力学是以运动学为基础的,今天我给大家介绍机械臂运动学相关知识。机械臂运动学研究机械臂的运动特性,而不考虑使机械臂产生运动时施加的力。 机械臂运动学主要关注机械臂位置、速度、加速度之间的关系,分为正运动学与逆运动学。机械臂正运动学的研究重点是把机械臂关节变量作为自变量,描述机械臂末端执行器的位置和姿态与机械臂基座之间的函数关系。
在运动规划的研究场景里很多已经存在的经典算法,在运动规划的入门阶段绕不过去的五种基础算法分别有:Dijkstra、Astar(A*)、PRM(概率路线图法Probabilistic Road Maps)、RRT(重复探索随机树 Rapidly Exploring Random Trees)、人工势场法(Artificial Potential Fields) 笔者将会更新这个“运动规划入门”系
本文转载自微信公众号ROBOTICS 前三篇文章(《从RP入门机器人学》、《位置角度平移旋转,“乱七八糟”的坐标变换》、《机械臂的坐标系与数学模型:传说中的DH参数》)啰啰嗦嗦地讲了链式机械臂的基本结构和基本数学工具,今天我们终于可以用数学方法来描述机械臂本身了。 所谓的正运动学,英文叫Forward Kinematics或Direct Kinematics,简单来说,就是你知道每个关节的
各位机器人技术爱好者们,大家好!很荣幸受古月老师邀请,成为古月居的签约作者。希望在这里可以同大家相互交流与学习。 始终觉得自己能力不足,但终于还是硬着头皮开始了在古月居的第一篇博客。由于我是机械专业出身,在接触机器人学时,选择了容易上手的MATLAB软件作为学习机器人学的主要工具。所以,今后分享的内容可能会更偏向使用MATLAB这一工具来演示说明。 不可否认仿真是机器人学习和研究过程中最重
本文转载自微信公众号ROBOTICS 上一篇(干货 | 位置角度平移旋转,“乱七八糟”的坐标变换)我们暂时抛开机器人,讲了坐标系之间怎样进行平移和旋转变换;今天,我们要把目光收回到机器人身上,看看我们怎样用一系列坐标系来描述一个链式机械臂,机器人学常说的DH参数(Denavit–Hartenberg parameters)又是什么。 相邻关节的坐标变换 在第一篇文章(《干货 | 从
小伙伴们大家好!相信有一些同学在接触到标定的时候被花式坐标系转换、矩阵公式、畸变搞得一头雾水,今天我就带大家直击原理难点,一举拿下手眼标定! 如果有小伙伴进行过标定的操作,一定还记得其中有一句话--“进行手眼标定前一定要先进行相机标定”。这是因为相机标定的目的主要是为了获得相机的内参矩阵以及畸变系数,手眼标定的计算过程中需要用到这些参数。 相机标定中的基本坐标系有:像素坐标系、图像坐标系、
本文转载自微信公众号ROBOTICS 上一篇文章我们讲了机械臂控制的不同对象和方法,以及简单的单关节位置控制。从单关节的控制讲起不仅因为关节控制是机械臂整体控制的基础,也因为了解单关节控制可以帮助我们之后更好地理解看起来会复杂得多的多自由度整机控制。这一篇我们就来讲讲单个关节的阻抗控制。 阻抗是什么?——电路系统与机械系统的类比 位置或者力/扭矩都是大家熟知的物理概念,阻抗/导纳又是
本文转载自微信公众号ROBOTICS 今天我们要讲所有学习机器人学的人都需要具备的一项基本技能——坐标变换。看明白这篇文章,你需要一点基础的向量和矩阵知识,不用多,只要知道向量的加减,点乘(内积);矩阵的定义、加减乘逆以及转置;还有矩阵与向量的乘法就够了。 机器人学为什么需要坐标变换呢?因为控制一个机械臂的根本,就是弄明白每一个关节的joint position与e
本文转载自微信公众号ROBOTICS 本科阶段的机器人竞赛制作的机器人、生活中见到的扫地机器人,它们都是轮式的移动机器人;移动机器人本身运动控制比较简单,难点在于对外界的感知理解,因此相关研究更多的是人工智能、机器视觉、自然语言处理这一类。然而移动机器人除了移动、简单的搬运货物等功能,缺乏真正的操作(manipulate)外界物体的能力;对这种能力的需求,就是机械臂存在的意义,也是我们学习它的
本文转载自微信公众号ROBOTICS 上一篇文章CC简单讲了“什么是控制“的问题,不知道有没有让你稍微窥见到控制之美呢?即使你没有完整学过控制理论,只要初步了解它的概念(而我认为控制理论的概念是任何人都很容易懂的,毕竟“大道若简”),加上良好的物理直觉,理解机械臂的控制是没有什么问题的。 不过,当我们讨论机械臂的控制,我们讨论的控制目标、对象和方法很可能大相径庭——曾经CC觉得这些非常混乱。我写
本文转载自微信公众号ROBOTICS 我们学习了那么多机械臂的运动学和动力学,归根结底还是为了能控制机械臂做我们希望它做的事情。从这一篇开始,我们就来聊聊机械臂的控制。(对的,CC终于开始写机械臂控制了!) 控制——大道至简 控制这门学问,大概是工程学科里最有艺术感的——为什么这么说呢?因为它的根本思想简单至极,却用途广泛、影响深远,正可谓“大道至简”。 反馈控制的基本思想,可以用下面这个框图表
在之前的博客中(https://www.guyuehome.com/531),展示了目前我们机械臂的控制效果。在技术层面,机械臂的路径规划由ROS MoveIt完成,如果你用过MoveIt,应该知道MoveIt会根据控制指令,发布一个/joint_path_command消息: - positions: [7.498824743379373e-06, 0.00014502150
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