主要内容

使用操作器的RRT进行拾取和放置

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使用机械手来接，并在环境中进行对象可能需要路径规划算法，如快速，随机树策划者。规划器探讨在关节配置空间，并搜索不同机器人配置之间的无碰撞路径。这个例子说明了如何使用manipulatorRRT对象来优化规划器参数，并基于rigidBodyTree在弗兰卡埃米卡™熊猫机器人的机器人模型。调整规划师参数后，机器人操作计划的路径从一个地方移动可以到另一个。

装载机器人模型和环境

加载机器人，并使用其环境exampleHelperLoadPickAndPlaceRRT功能。功能输出三个变量：

  • 弗兰卡- - - - - -甲弗兰卡埃米卡熊猫机器人模型作为rigidBodyTree目的。该模型已被修改以除去一些相邻碰撞网眼，它们总是在碰撞和调整基于可行性位置限制。

  • 配置- - - - - -机器人关节位置的初始配置。

  • env- - - - - -集合碰撞对象作为单元数组，表示机器人的环境。路径规划器检查这个环境中的自冲突和冲突。

[franka,配置,env] = exampleHelperLoadPickAndPlaceRRT;

可视化的机器人模型的碰撞网格和环境中的物体。

数字（“姓名”，“使用RRT进行挑选和放置”，．..“单位”，“归一化”，．..“OuterPosition”，[0,0,1,1]，．..“可见的”，“上”）;显示(franka配置,“视觉效果”，“离开”，“碰撞”，“上”）;持有在为I = 1：长度（ENV）显示（ENV {I}）;结束

规划师

创建RRT路径规划器并指定机器人模型和环境。定义一些参数(稍后进行调优)，并指定机器人的开始和目标配置。

规划人员= manipulatorRRT（弗兰卡，ENV）;planner.MaxConnectionDistance = 0.3;planner.ValidationDistance = 0.1;startConfig =配置;goalConfig = [0.2371 -0.0200 0.0542 -2.2272 0.0013 2.2072 -0.9670 0.0400 0.0400];

规划配置之间的路径。该RRT规划人员应生成随机配置的快速，探索树探索的空间，并最终通过环境返回一个无碰撞路径。规划之前重置MATLAB的随机数发生器，用于repeatabile结果。

RNG（'默认'）;路径计划=（规划师，startConfig，goalConfig）;

要看到整个路径，内插路径成小步骤。默认情况下，插函数生成所有的配置，这些配置是基于ValidationDistance财产。

interpStates =插补（计划者，路径）;为I = 1：2：尺寸（interpStates，1）显示（弗兰卡，interpStates（I，:)，．..“PreservePlot”假的,．..“视觉效果”，“离开”，．..“碰撞”，“上”）;标题（“计划1：MaxConnectionDistance = 0.3”) drawnow;结束

调整计划

修改路径规划器MaxConnectionDistance，ValidationDistance，EnableConnectHeuristic属性策划者目的。

设置MaxConnectionDistance属性值越大，在规划路径上的运动就越长，但也使规划师能够贪婪地探索空间。使用抽搐和toc函数来计时计划函数，以了解这些参数如何影响执行时间。

计划。MaxConnectionDistance = 5;tic path = plan(planner,startConfig,goalConfig);toc
运行时间为11.217983秒。

注意路径的变化。由于连接距离更大，机器人手臂摆动得更高。

interpStates =插补（计划者，路径）;为i = 1:2:size(interpStates, 1) show(franka,interpStates(i，:))，．..“PreservePlot”，错误的，．..“视觉效果”，“离开”，．..“碰撞”，“上”）;标题（"方案2:MaxConnectionDistance = 5") drawnow;结束

设置ValidationDistance为较小的值使得能够在沿着规划路径的边缘的运动的精细验证。增加配置的数量沿着小路通向长期规划的时间来验证。较小的值与很多碰撞物体的杂乱环境的情况下非常有用。由于小有效距离的，interpStates有元件的更大的数字。为了更快的可视化，在为循环在这个步骤中更快的可视化跳过多个状态。

planner.MaxConnectionDistance = 0.3;planner.ValidationDistance = 0.01;tic path = plan(planner,startConfig,goalConfig);toc
运行时间为11.115833秒。
interpStates =插补（计划者，路径）;为i = 1:10:size(interpStates,1) show(franka, interpStates(i，:))，．..“PreservePlot”，错误的，．..“视觉效果”，“离开”，．..“碰撞”，“上”）;标题（方案3:ValidationDistance = 0.01) drawnow;结束

连接启发式允许计划者贪婪地连接开始树和目标树。在环境不那么混乱的地方，这种启发式方法有助于缩短规划时间。然而，在混乱的环境中，贪婪的行为会导致浪费连接尝试。设置EnableConnectHeuristic来假可能会给出较长的规划时间和较长的路径，但在给定迭代次数的情况下，会产生较高的找到路径的成功率。

planner.ValidationDistance = 0.1;planner.EnableConnectHeuristic = FALSE;tic path = plan(planner,startConfig,goalConfig);toc
运行时间为7.556635秒。
interpStates =插补（计划者，路径）;为I = 1：2：尺寸（interpStates，1）显示（弗兰卡，interpStates（I，:)，．..“PreservePlot”，错误的，．..“视觉效果”，“离开”，．..“碰撞”，“上”）;标题（“方案4：EnableConnectHeuristic = FALSE”) drawnow;结束

装上可向末端效应

在调整了规划器的预期行为后，遵循拾取和放置工作流，机器人在环境中移动对象。这个例子在机器人的末端执行器上安装了一个圆柱体，并将其移动到一个新的位置。对于每个配置，规划人员检查碰撞与缸网以及。

％创建罐作为刚体cylinder1 = ENV {3};canBody =刚体（“myCan”）;canJoint = rigidBodyJoint（“canJoint”）;获得机器手当前的姿势。startConfig =路径（端，:);endEffectorPose = getTransform（弗兰卡，startConfig，“panda_hand”）;％地方都能到端部执行夹持器。setFixedTransform（canJoint，endEffectorPose \ cylinder1.Pose）;添加碰撞几何到刚体。addCollision（canBody，cylinder1，INV（cylinder1.Pose））;canBody.Joint = canJoint;在机器人模型中添加刚体。addBody (franka canBody,“panda_hand”）;从环境中删除对象。env (3) = [];

将罐子连接到机器人手臂后，指定放置物体的目标配置。修改规划器参数。计划一条从开始到目标的路径。可视化的路径。注意到罐头清理墙壁。

goalConfig = [-0.6564 0.2885 -0.3187 -1.5941 0.1103 1.8678 -0.2344 0.04 0.04];计划。MaxConnectionDistance = 1;计划。ValidationDistance = 0.2;planner.EnableConnectHeuristic = FALSE;路径=计划(计划、startConfig goalConfig);interpStates =插入(规划、路径);持有离开

显示(franka配置,“视觉效果”，“离开”，“碰撞”，“上”）;持有在为I = 1：长度（ENV）显示（ENV {I}）;结束为i = 1:size(interpStates,1) show(franka,interpStates(i，:))．..“PreservePlot”假的,．..“视觉效果”，“离开”，．..“碰撞”，“上”）;标题（“方案五:放置罐头”) drawnow;如果i == (size(interpStates,1)) view([80,7])结束结束


              

             

            

            
缩短规划路径

            
要缩短你的路径，使用缩短功能，并指定迭代次数。对于一个小的值ValidationDistance财产有大量重复的合并可能会导致大量的计算时间。

            

             

              

               
shortenedPath =缩短（计划者，路径，20）;interpStates =插补（规划师，shortenedPath）;为I = 1：尺寸（interpStates，1）显示（弗兰卡，．..: interpStates(我),．..“PreservePlot”假的,．..“视觉效果”，“离开”，．..“碰撞”，“上”）;粗暴;标题（“飞机6：缩短路径”）如果i > (size(interpStates,1)-2)视图([80,7])结束结束持有离开

              

             

            

            

             

              

             

            

           

          

         

         
         

         

          
         

        

        
        
        
       

      

     

    

    
    

     

      

       

        

         
        

       

      

     

    

    
    
    

     

      

       

        

         

          
机器人系统工具箱文档

          
         

         

          
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