CoppeliaSim(vrep)拖动机械臂末端实现运动学逆解
2021-10-30 19:15:06
在CoppeliaSim（V-REP）中，通过拖动机械臂末端实现运动学逆解，主要涉及Dummy对象和Ikgroup的使用。以下是详细的步骤和说明：
Dummy对象的使用：
Dummy在CoppeliaSim中是一种带有姿态信息的“虚拟点”，可以视为没有重量和体积的质点，但携带姿态信息。
Dummy的主要应用场景包括作为“领航点”和“传感点”。作为领航点时，Dummy常与Path结合，作为目标运动位置的引导者；作为传感点时，可以绑定到机器人部件，获取运动信息。
Dummy可以通过拖拽和CoppeliaSim提供的界面改变其位置和姿态。
Ikgroup的设置：
Ikgroup是CoppeliaSim自带的逆运动学模块。设置方法包括点击f(x)，在弹出的窗口中选择Inverse Kinematics，添加新的IK Group，并自定义名字。
在新建的IK_Group中，可以设定计算方法（Calc.method），如Pseudo inverse或DLS，并设置迭代步数、阻尼比等参数。
通过Edit IK Elements，可以添加IK Element with tip，一个IK Group可以添加多个IK Element，并将Base设定为所用的基准。
主要操作步骤：
将UR10机器人从模型库中拖入场景中。
添加tip dummy（UR10_ikTip），绑定到UR10_link7下，并调整其空间坐标与UR10_link7相同。
复制UR10_ikTip，设为target dummy（UR10_ikTarget），绑定到UR10下，并关联UR10_ikTip和UR10_ikTarget。
将UR10机器人的各个关节模式都设为IK mode + Hybrid operation。
添加IK group和IK element：从tools栏选择calculation module properties，在Kinematics栏选择add new IK group，选择逆解的方式和迭代步数，编辑IK elements，添加UR10_ikTip，以UR10为基底，勾选所有约束。
实现结果：
拖动机械臂末端时，机械臂可以变换到对应的位形。
不同求解器、不同迭代步数下的逆解效果：
使用Pseudo inverse方法，Max.iterations为3时，逆解情况不稳定，有震动。
使用Pseudo inverse方法，Max.iterations为10时，逆解情况比3次迭代稳定一些，在某些位置可以稳定求得逆解。
使用DLS方法，Max.iterations为3时，逆解较为稳定。
使用DLS方法，Max.iterations为10时，逆解比3次迭代更稳定。
使用DLS方法，Max.iterations为100时，逆解比10次迭代更稳定。
综合分析：采用DLS的方法比Pseudo inverse的方法逆解效果好，同一种逆解方法迭代步数越高逆解效果越好。
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