Документация

Соединение и переменные системы координат

Объект решателя имеет KinematicsSolver класс и это хранят, 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 базовых систем координат. Переменные системы координат кодируют положение тела, или, более точно, компоненты перевода и вращения системы координат на том теле относительно другой системы координат. Исполнительный элемент конца и системы координат походят на последователя и базовые системы координат соединения.

Перечислите объединенные переменные в своем объекте решателя:

ks.jointVariables

Объединенные переменные включают все присутствующие в модели, когда объект решателя был создан. Если вы обновляетесь, модель — добавляют соединения, говорят — затем необходимо создать новый объект решателя для того, чтобы 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 системы координат в своем объекте решателя:

ks.frameVariables

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

Позвольте левой руке быть исполнительным элементом конца. Возьмите систему координат F руки, чтобы быть системой координат исполнительного элемента конца и мировой системой координат, чтобы быть вашей системой координат. Можно назвать эти системы координат последователем и основой. Добавьте x, y, и z компоненты перевода, как измерено от основы до последователя, к вашим переменным системы координат:

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 полные пути ваших систем координат. Обратите внимание также, что ваши переменные системы координат, как задано, все имеют тип перевода. Что, если вы заботитесь о вращении исполнительного элемента конца также? Можно всегда добавлять (и удалять), переменные системы координат. Добавить x, y, и z компоненты вращения:

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

Hand переменное название группы. Заметьте столбец ID своих таблиц переменных. Все переменные, или систему координат или соединение, называют в формате group.type.component. Первая перечисленная переменная системы координат находится в группе Hand, из типа Translation, и для компонента x. Другими словами, Hand.Translation.x дает x перевод Hand система координат последователя относительно базовой системы координат.

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) из Rz объединенный примитив — или его последователя структурирует относительно его базовой системы координат. Rz шарнирное соединение, примитивное с z для его оси вращения.

Целевые и выходные переменные

Ваше соединение и переменные системы координат 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 углов поворота шарнира и хотите положение системы координат исполнительного элемента конца. Проблемой является одна из прямой кинематики. Установите объединенные переменные левой руки как ваши цели и переменные системы координат типа перевода как ваш выход:

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 Выход

Решите для выходных переменных и исследуйте результаты:

outputVec = ks.solve(targets)

outputVec =

    0.2120
    0.0505
   -0.1273

outputVec вектор решений для выходных переменных — компоненты перевода, в модуле по умолчанию m, из левой руки система координат F относительно мировой системы координат. 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 положениях шарниров. Им не всегда удовлетворяют — например, если две переменные предположения находятся в конфликте. Экспериментируйте с предполагаемыми значениями, чтобы найти немного, которые работают. Здесь, чтобы дать колену естественный поворот, это достаточно, чтобы инвертировать знак расчетного угла колена:

guesses = -50;

Улучшенный анализ Выход

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.