MATLAB机器人工具箱（三）正逆运动学与轨迹规划 MATLAB

机器人工具箱中的SerialLink 类中有现成的函数：
SerialLink.fkine(theta)，可以直接对已经建立的机器人模型做运动学分析
SerialLink.ikine（T) 可以求逆运动学参数。
正/逆运动学在上篇机器然建立的基础上，进行正运动学分析

theta=[0 0 -pi/2 pi/2 pi/2 0]; T=robot.fkine(theta)%计算机器人正运动学，括号内为theta值 T1=transl(0.4,0.2,0)*trotx(pi); T2=transl(0.4,0.2,0)*trotx(pi/2); robot.plot(theta); %显示机器人图像，括号内为theta值 robot.plot([0 0 0 0 0 0]); q1=robot.fkine([0 0 -pi/2 pi/2 pi/2 0]); %计算机器人正运动学 q7=robot.fkine([0 0 0 0 0 0]); q2=(robot.ikine(T1)*180)/pi; %计算机器人逆运动学，关节坐标向量 q3=(robot.ikine(T2)*180)/pi; %计算机器人逆运动学，关节坐标向量 T25=robot.A([2 3 4 5],theta); %计算变换矩阵T25 T25=robot.A([2:5],theta); cchain=robot.trchain; %转换为基本变换序列 q=robot.ikine(q1); %逆运动学 %q5=robot.ikine6s(q1,'ru'); %逆运动学 j0=robot.jacob0(q); %雅可比矩阵

【MATLAB机器人工具箱（三）正逆运动学与轨迹规划】cchain=robot.trchain是一系列基本变换，用于描述串联机器人手臂的运动学。字符串cchain包括多个形式为X（ARG）的令牌，其中X是Tx，Ty，Tz，Rx，Ry或Rz之一。 ARG是关节变量，角度或长度尺寸。
轨迹规划轨迹是把机器人末端执行器平滑的从位姿A移动到位姿B，分为关节空间运动和笛卡尔空间运动
利用机器人工具箱提供的ctraj、jtraj、和trinterp函数可以实现笛卡尔规划、关节空间规划、变换插值
jtraj() 已知初始和终止的关节角度，利用五次多项式来规划轨迹
ctraj() 已知初始和终止的末端关节位姿，利用匀加速、匀减速运动来规划轨迹
关节空间/笛卡尔运动考虑末端执行器在两个笛卡尔位姿之间移动

%% 轨迹t=[0:2:50]; %整个运动时间为2秒，采样间隔500微妙 g1=mtraj(@tpoly,q2,q3,t); %通过在q1和q2两个位形之间的平滑插值，得到一个关节空间轨迹 g2=mtraj(@lspb,q2,q3,t); %标量插补函数tpoly或lspb，多轴驱动函数mtraj %直接运用jtraj函数 g3=jtraj(q2,q3,t); %相当于具有tpoly插值的mtraj，但是对多轴情况进行了优化，还允许使用额外参数设置初始和最终速度 [q,qd,qdd]=jtraj(q2,q3,t); %通过可选的输出参数，获得随时间变化的关节速度加速度向量 subplot(2,2,[1 1]); robot.plot(q)%绘制动画 i=1:6; subplot(2,2,2); qplot(q(:,i)); grid on; title('位置'); %绘制每个关节位置 subplot(2,2,3); qplot(qd(:,i)); grid on; title('速度'); %绘制每个关节速度 subplot(2,2,4); qplot(qdd(:,i)); grid on; title('加速度'); %绘制每个关节加速度%% 笛卡尔运动 Tc=ctraj(q1,q7,t); %输入参数为初始和最后位姿，以及时间步数，返回一个三维矩阵形式轨迹 Tjtraj=transl(Tc); %提取其位置分量 plot2(Tjtraj,'r'); grid on; title('q1到q7直线轨迹'); %绘制空间位置轨迹