刚性运动和机器人工具箱

具有四元数和双四元数的三维刚性变换和机器人(OO接口)

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更新2017.03.28

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这个工具箱提供了一组用于建模3-D刚性运动的函数,包括
欧拉角,旋转和齐次矩阵,四元数和对偶四元数,和
轴/角表示。在使用工具箱之前,您应该运行以下脚本:
> > setup__robotics_toolbox
这将临时修复您的路径,以包含所有必需的文件夹(否则您可以
在你的“启动”中包括上面这行。m' Matlab的配置文件)。
工具箱目前的特点是:
-四元数,对偶数,和对偶四元数代数。相应的类有
使用Matlab的面向对象接口对每一个程序进行编程,允许
以同样的方式使用实数或复数(或矩阵)。为
例如,一个包含N个3-D列向量的3xN矩阵xyz可以被转换成它的
只需输入四元数表示:
* * * * * * * * * *;% 1xN四元数数组
或者你可以计算它们表示的旋转角度:
> >角(myquaternions),
或者你可以计算它们的平方或者比较它们:
> > myquaternions。*myquaternions == myquaternions.^2
开始:
demo_quaternion
demo_dualnumber
demo_dualquaternion
-三维旋转的不同表示之间的转换(四元数,
不同约定的欧拉角,轴/角,旋转矩阵)和三维
刚性运动(齐次矩阵,对偶四元数),来回。所有的
相关函数意味着在n维数组上工作,因此您可以
例如,将8x7x6四元数转换为相应的旋转矩阵
(以3x3x8x7x6数组返回),只需调用一次quat2rot。
开始:
demo_conversions3x3
demo_conversions4x4
-机器人运动学。这个工具箱是用来分析任何类型的通用串行机器人
仅用Denavit-Hartenberg参数(即Gx4表)描述
机器人的dof数)。工具箱的功能包括:
+正运动学分析,即确定末端的位置
效应器(作为齐次矩阵或对偶四元数)作为函数
关节变量。
+速度运动学分析,即确定雅可比矩阵
关节速度与末端执行器速度线性相关。
+逆运动学分析,即确定所需的关节值
恢复末端执行器的期望位置和方向(给出)
已知对偶四元数或已知齐次矩阵)。自
工具箱是为通用机器人设计的,方法必须是数字的(我们)
使用基于雅可比矩阵的牛顿-拉夫森求解器)。
开始:
demo_kinematics
demo_inversekinematics
-机器人动力学。这也适用于任何通用的串行机器人,只要D-H
表,当然,质量几何参数(质量,质量中心,惯性
时刻)是已知的。工具箱的功能包括:
+牛顿-欧拉递归动力学,即在每个找到力和扭矩
已知运动学的关节。
+拉格朗日-欧拉动力学,即广义力之间的矩阵关系
以及着陆点位置,速度和加速度。
+一个简单的特设求解器向前动力学,即计算位置,
由执行器的已知力和扭矩产生的速度和加速度。
开始:
demo_dynamics
设计此代码的目的主要是提供直观和灵活的
接口工作与不同的刚性运动的表示。这意味着
软件没有针对性能/执行速度进行特别优化。然而,一个
努力利用Matlab在矩阵计算中的效率。
作者:Antonio Tristan-Vega (atriveg@eii.uva.es)
机械工程系,
西班牙巴利亚多利德大学
请随时联系作者报告错误,或者如果您错过了一些明显的功能。
参见:https://es.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/61955-spongebob-squarepants-goes-3-d

引用作为

安东尼奥Tristán织女星(2022)。刚性运动和机器人工具箱(//www.tatmou.com/matlabcentral/fileexchange/56758-rigid-motions-and-robotics-toolbox), MATLAB中央文件交换。检索

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