四足机器人站立姿态控制

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四足机器人站立姿态控制:原理推导与代码实现
四足机器人研习社· 2024-05-26 01:42
四足机器人运动学逆解与站立姿态控制 1 单腿逆解回顾 - 运动学逆解指在给定末端位姿情况下求解对应关节角 四足机器人以髋部坐标系为基准进行单腿规划 末端仅需用坐标点{x,y,z}表示 无需考虑姿态 因此可采用几何法快速求解关节角 [4] 2 站立姿态解算原理 - 站立姿态定义为足端固定时机器人身体的动态姿态 本质是并联机器人逆解问题 需结合结构参数与机体位姿进行解算 [7] - 关键参数包括:足端长度方向距离l=440mm 宽度方向距离w=210mm 髋关节间距b=160mm 通过齐次变换矩阵A整合位姿信息 其中旋转矩阵R由欧拉角(RPY)计算得出 [7][8] - 向量解算核心公式:通过已知结构参数(w,l,b)、机体高度h及旋转矩阵R 推导髋关节坐标系下足端坐标向量A1B1 最终扩展至四条腿的通用解算公式 [13][14][15] 3 代码实现 - **MATLAB实现**:输入机体姿态角(roll,pitch,yaw)和位置坐标 输出四条腿在髋关节坐标系的坐标值 核心通过旋转矩阵与结构参数矩阵运算实现 [18] - **Python实现**:采用numpy库进行矩阵运算 明确结构参数单位(mm) 包含弧度转换、旋转矩阵构建及足端坐标迭代计算流程 [19] 4 参考文献 - 知乎专栏与CSDN博客提供理论基础 涉及单腿逆运动学与姿态控制关联性 [20]