腿足機(jī)器人運(yùn)動控制原理與仿真實(shí)踐教程 課件 第4章-四足機(jī)器人全身位姿控制

四足機(jī)器人全身位姿控制四足機(jī)器人足端保持不動，實(shí)現(xiàn)軀干位置和姿態(tài)的運(yùn)動，運(yùn)動效果看似跳舞，其軀干也是實(shí)際場景中云臺效果位姿全身控制分析

位姿全身控制分析

位姿全身控制分析Webots單元模塊搭建urdf編輯Webots文件轉(zhuǎn)譯（urdf2webots）Webots模型文件調(diào)整Webots四足仿真模型模型文件標(biāo)準(zhǔn)形狀

仿真模型構(gòu)建URDF是XML，它是一種文本格式。因此，您可以在任何文本編輯器中創(chuàng)建文件。建議使用具有良好XML支持的IDE。URDF描述方法/urdf/XML/linkurdf中的link標(biāo)簽用于描述機(jī)器人某個(gè)部件(也即剛體部分)的外觀和物理屬性，比如:機(jī)器人底座、輪子、激光雷達(dá)、攝像頭...每一個(gè)部件都對應(yīng)一個(gè)link,在link標(biāo)簽內(nèi)，可以設(shè)計(jì)該部件的形狀、尺寸、顏色、慣性矩陣、碰撞參數(shù)等一系列屬性URDF描述方法/urdf/XML/linkCollision

--->描述連桿的質(zhì)量、質(zhì)心位置和中心慣性屬性<inertial>

這個(gè)link關(guān)于質(zhì)心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動慣量ixx,iyy,izz和ixy,ixz,iyz，<Origin>描述連桿質(zhì)心相對于連桿坐標(biāo)系的位置和方向。屬性1:xyz=x偏移y便宜z偏移屬性2:rpy=x翻滾y俯仰z偏航(單位是弧度)<mass>該link的質(zhì)量urdf中的link標(biāo)簽用于描述機(jī)器人某個(gè)部件(也即剛體部分)的外觀和物理屬性，比如:機(jī)器人底座、輪子、激光雷達(dá)、攝像頭...每一個(gè)部件都對應(yīng)一個(gè)link,在link標(biāo)簽內(nèi)，可以設(shè)計(jì)該部件的形狀、尺寸、顏色、慣性矩陣、碰撞參數(shù)等一系列屬性URDF描述方法/urdf/XML/linkurdf中的link標(biāo)簽用于描述機(jī)器人某個(gè)部件(也即剛體部分)的外觀和物理屬性，比如:機(jī)器人底座、輪子、激光雷達(dá)、攝像頭...每一個(gè)部件都對應(yīng)一個(gè)link,在link標(biāo)簽內(nèi)，可以設(shè)計(jì)該部件的形狀、尺寸、顏色、慣性矩陣、碰撞參數(shù)等一系列屬性visual--->描述外觀(對應(yīng)的數(shù)據(jù)是可視的)geometry設(shè)置連桿的形狀標(biāo)簽1:box(盒狀)屬性:size=長(x)寬(y)高(z)標(biāo)簽2:cylinder(圓柱)屬性:radius=半徑length=高度標(biāo)簽3:sphere(球體)屬性:radius=半徑標(biāo)簽4:mesh(為連桿添加皮膚)屬性:filename=資源路徑(格式:package://<packagename>/<path>/文件)origin設(shè)置偏移量與傾斜弧度屬性1:xyz=x偏移y便宜z偏移屬性2:rpy=x翻滾y俯仰z偏航(單位是弧度)metrial設(shè)置材料屬性(顏色)屬性:name標(biāo)簽:color屬性:rgba=紅綠藍(lán)權(quán)重值與透明度URDF描述方法/urdf/XML/linkCollision

--->描述碰撞屬性geometry設(shè)置連桿的形狀標(biāo)簽1:box(盒狀)屬性:size=長(x)寬(y)高(z)標(biāo)簽2:cylinder(圓柱)屬性:radius=半徑length=高度標(biāo)簽3:sphere(球體)屬性:radius=半徑標(biāo)簽4:mesh(為連桿添加皮膚)屬性:filename=資源路徑(格式:package://<packagename>/<path>/文件)origin設(shè)置偏移量與傾斜弧度屬性1:xyz=x偏移y便宜z偏移屬性2:rpy=x翻滾y俯仰z偏航(單位是弧度)Collision碰撞屬性。Collision可能與Vision屬性不同，例如，通常使用更簡單的碰撞模型來減少計(jì)算時(shí)間。注意:同一link可以存在多個(gè)<collision>標(biāo)簽實(shí)例，它們定義的幾何形狀的結(jié)合形成了link的碰撞。URDF描述方法Joint單元描述關(guān)節(jié)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)，也規(guī)定了關(guān)節(jié)的安全限位。URDF描述方法name(必要)指定關(guān)節(jié)名字type(必要)指定關(guān)節(jié)的類型，可以是以下其中一種:revolute-一種沿軸旋轉(zhuǎn)的鉸鏈關(guān)節(jié)，其范圍由上限和下限指定。continuous

-連續(xù)的鉸鏈關(guān)節(jié)，繞軸旋轉(zhuǎn)，沒有上限和下限。prismatic

-沿軸滑動的滑動關(guān)節(jié)，其范圍由上限值和下限值指定。fixed-這不是一個(gè)真正的關(guān)節(jié)，因?yàn)樗荒芤苿?。所有的自由度都是鎖定的。這種類型的接頭不需要指定其他屬性，如axis、dynmaics等;floating

-這個(gè)關(guān)節(jié)允許所有6個(gè)自由度的運(yùn)動。planar

-這個(gè)關(guān)節(jié)允許在垂直于軸的平面上運(yùn)動。URDF描述方法<origin>子連桿在父連桿坐標(biāo)中的位置屬性1:xyz=x偏移y便宜z偏移屬性2:rpy=x翻滾y俯仰z偏航(單位是弧度)<parent>父link名稱<child>子link名稱<axis>(默認(rèn)為(1,0,0))在關(guān)節(jié)框架中指定的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)/平移軸<calibration>(可選)關(guān)節(jié)的參考位置，用于校準(zhǔn)關(guān)節(jié)的絕對位置。rising(可選)當(dāng)關(guān)節(jié)向正方向移動時(shí)，這個(gè)參考位置將觸發(fā)上升沿。falling(可選)當(dāng)關(guān)節(jié)向正方向移動時(shí)，這個(gè)參考位置將觸發(fā)下降沿。<dynamics>指定關(guān)節(jié)物理屬性的元素damping(可選)

關(guān)節(jié)阻尼值(對于移動關(guān)節(jié)，單位[N?s/m]，對于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，單位為[N?m?s/rad])。friction(可選)關(guān)節(jié)靜摩擦值(移動關(guān)節(jié)[N]為單位，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)[N?m]為單位)。<limit>一個(gè)元素可以包含以下屬性:lower(可選，默認(rèn)為0)一個(gè)指定關(guān)節(jié)下限的屬性upper(可選，默認(rèn)為0)指定關(guān)節(jié)上限的屬性effort(必要)關(guān)節(jié)的最大輸出力velocity(必要)關(guān)節(jié)最大關(guān)節(jié)速度URDF描述方法URDF描述方法實(shí)際用四足機(jī)器人的urdf模型文件截取URDF描述方法3.程序解析程序代碼中首先看初始變量定義：3.程序解析3.程序解析3.程序解析3.仿真效果四、思考與作業(yè)4.1思考與探索：仿真環(huán)境中搭建了一個(gè)隨機(jī)運(yùn)動的云臺，將四足機(jī)器人放置在該云臺上，通過本章節(jié)學(xué)習(xí)到的知識，設(shè)計(jì)機(jī)器人控制器，使得機(jī)器人在云臺上保持姿態(tài)穩(wěn)定（roll