机器人笛卡尔空间轨迹规划原理与MATLAB实现
机器人笛卡尔空间轨迹规划是指在给定的笛卡尔坐标系(通常是三维空间坐标系)中规划机器人的末端执行器(如抓手、焊枪等)的移动路径。这种规划方式直观且易于理解,因为它直接关联到任务空间中机器人的位置和姿态。下面将介绍机器人笛卡尔空间轨迹规划的基本原理,并提供一个简化的MATLAB实现示例。
原理
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定义起始点和目标点:在笛卡尔坐标系中定义机器人的起始位置(x0,y0,z0)和目标位置(xf,yf,zf),以及可能的起始姿态和目标姿态(通常使用欧拉角、四元数或旋转矩阵表示)。
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路径插值:在起始点和目标点之间选择一种插值方法(如线性插值、多项式插值、圆弧插值等)来生成一系列中间点。对于姿态,也可以使用类似的方法(如SLERP)进行插值。
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时间参数化:为每个中间点分配时间戳,以确保机器人以平滑的速度沿路径移动。这通常涉及到速度规划,以确保加速度和加加速度在允许范围内。
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逆运动学求解:对于每个笛卡尔空间中的点,使用机器人的逆运动学方程将其转换为关节空间中的配置(即关节角度)。
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生成控制指令:将关节角度序列转换为机器人控制器的指令,以实现期望的轨迹。
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