Документация

Соединение и переменные кадра

Объект решателя имеет класс KinematicsSolver, и это хранит, среди других данных, переменных вашего анализа. Те переменные могут быть объединенными переменными или структурировать переменные.

Объединенные переменные кодируют состояния соединений — компоненты перевода и вращения последователя относительно опорных рам. Переменные кадра кодируют положение тела, или, более точно, компоненты перевода и вращения кадра на том теле относительно другого кадра. Исполнительный элемент конца и ссылочные кадры походят на последователя и опорные рамы соединения.

Перечислите объединенные переменные в своем объекте решателя:

ks.jointVariables

Объединенные переменные включают все присутствующие в модели, когда объект решателя был создан. Если вы обновляете модель — добавляют соединения, говорят — затем необходимо создать новый объект решателя в порядке получить те изменения. Предположим, что ваш анализ ограничивается левой рукой. Соответствующие объединенные переменные являются затем вашим левым запястьем, коленом, лобное плечо, и плечо стреловидные углы — или строки 8, 6, 7 и 2 из объединенной таблицы переменных.

Перечислите переменные кадра в своем объекте решателя:

ks.frameVariables

Переменные кадра зависят от выбора исполнительного элемента конца, и этот выбор не может быть определен из одной только вашей модели. Необходимо указать который переменные кадра использовать. Когда ни один еще не был дан, ни один не существует, чтобы показать.

Позвольте левой руке быть исполнительным элементом конца. Возьмите кадр F руки, чтобы быть кадром исполнительного элемента конца и мировым кадром, чтобы быть вашим ссылочным кадром. Можно назвать эти кадры последователем и основой. Добавьте x, y, и z компоненты перевода, как измерено от основы до последователя, к вашим переменным кадра:

base = 'sm_import_humanoid_urdf/World/W';
follower = 'sm_import_humanoid_urdf/left_hand/F';
ks.addFrameVariables('Hand', 'translation', base, follower)

Обратите внимание на то, что base и follower должны быть полными путями ваших кадров. Обратите внимание также, что ваши переменные кадра, как задано, все имеют тип перевода. Что, если вы заботитесь о вращении исполнительного элемента конца также? Можно всегда добавлять (и удалять), переменные кадра. Добавить x, y, и z компоненты вращения:

ks.addFrameVariables('Hand', 'rotation', base, follower)

Hand является переменным названием группы. Заметьте столбец ID своих таблиц переменных. Все переменные, или кадр или соединение, называют в формате group.type.component. Первая перечисленная переменная кадра находится в группе Hand типа Translation, и для компонента x. Другими словами, Hand.Translation.x дает x перевод кадра последователя Hand относительно опорной рамы.

Аналогично, первая объединенная перечисленная переменная принадлежит, чтобы сгруппировать j1, имеет тип Rz и задает q компонента. Таким образом, j1.Rz.q дает угол поворота (q) примитивного соединения Rz — или его кадра последователя относительно его опорной рамы. Rz является шарнирным соединением, примитивным с z для его оси вращения.

Целевые и выходные переменные

Ваше соединение и переменные кадра теперь достаточны для анализа левой руки. Тип анализа зависит, на которых переменных вы задаете — ваши цели — и какие переменные вы решаете для — ваши выходные параметры. Целевые и выходные переменные могут каждый включить соединение и структурировать переменные. Они - в общем случае, подмножествах всего соединения и структурируют переменные.

Предположим, что вы имеете цели для своих объединенных углов и хотите положение кадра исполнительного элемента конца. Проблемой является одна из прямой кинематики. Установите объединенные переменные левой руки как ваши цели и переменные кадра типа перевода как ваш вывод:

ks.addTargetVariables(ks.jointVariables.ID([2,6:8]))
ks.addOutputVariables(ks.frameVariables.ID(1:3))

Только одна вещь остается, чтобы завершить аналитическую формулировку — численные значения для целевых переменных. Переменные и их модули по умолчанию в градусах. Позвольте левому колену соединиться быть под углом с 30 степенями, левое плечо лобное и левое плечо стреловидные соединения в углу в 45 градусов каждый и соединение левого запястья под углом с 15 степенями:

targets = [30, 45, 45, 15];

Анализ Вывод

Решите для выходных переменных и исследуйте результаты:

outputVec = ks.solve(targets)

outputVec =

    0.2120
    0.0505
   -0.1273

outputVec является вектором решений для выходных переменных — компоненты перевода, в модуле по умолчанию m, левой руки кадр F относительно мирового кадра. Этот вектор отвечает на вопрос, скорее всего, чтобы управлять таким анализом: где исполнительный элемент конца, когда соединения под некоторыми данными углами?

Угадайте переменные

Предположения, сами переменные, служат, чтобы вести решатель к разумной настройке блока. Они могут быть объединенными переменными или структурировать переменные и, в общем случае, соединении обоих. Установите переменную соединения колена — единственное, которому нужно руководство — как переменная предположения:

ks.addInitialGuessVariables(ks.jointVariables.ID(2))

Думайте о переменных предположения как о низкоприоритетных объединенных целях состояния. Они не всегда удовлетворяются — например, если две переменные предположения находятся в конфликте. Экспериментируйте с предполагаемыми значениями, чтобы найти немного, которые работают. Здесь, чтобы дать колену естественный изгиб, это достаточно, чтобы инвертировать знак расчетного угла колена:

guesses = -50;

Улучшенный анализ Вывод

Решите для выходных переменных с помощью и цели и угадайте переменные, как введено:

outputVec = ks.solve(targets,guesses);

Обновите объединенные цели положения как прежде:

for i = 1:length(outputVec)
	path = ks.outputVariables.JointVariableInfo.BlockPath(i);
	angle = num2str(outputVec(i));
	set_param(path, 'PositionTargetSpecify', 'on',...
	'PositionTargetValue', angle);
end

Обновите блок-схему, чтобы визуализировать результаты. Рука должна остаться, где это было с левым коленом, теперь отворачивающимся от туловища.