机器人技术2:foundation of robotics

课堂笔记

2015.10.15整理
by majiayao

twenty milestones of robot systems概念20组

1. link and joint ; basic motion

链杆，关节。形状和尺寸可以忽略。两个关节的公垂线不能忽略。运动学模型。
单一的刚体再三维空间中有6个自由度。
基本运动3种:平动、旋转、回转

2. degree of freedom; coordinate transformation

自由度，确定唯一确定机器人任何一个点的位置姿态的参数的最小的个数。
物理意义。复杂性和柔性的体现
因为通常很多情况下需要6个自由度，所以很多机器人是6个自由度。3 position 3 orientation
redundant dof冗余自由度

3. kinematics; kinematics equation

正问题：求机器人手的位置和姿态
逆问题：求每个关于处于什么位置姿态，比较复杂
运动学方程

4. dynamics; dynamics equation

动力学：力、力矩，所造成的机器人运动的关系。
运动轨迹：位移、速度、加速度
动力学方程：和刚体的质量分布相关，例如电机的分布。
人手有21个自由度

5. end-effector; Jacobian matrix

末端执行器
雅阁比矩阵:末端执行器的速度角速度，和关节的角度数学公示表达。
动态矩阵，取值是关于Q的函数。

6. world space工作空间 ; configuration space 位姿空间：高维的参数空间，论文里容易混淆

工作空间，机器人和其他物体存在的物理环境
c-space,位姿空间要化成奇形怪状的，莫要横平竖直，不要搞混两种空间
高维空间的距离是怎么回事儿
如何夹角，小臂的夹角是大臂的延长线的夹角。
转化到位姿空间去的原因，机械臂看做一个点。把物理空间的实体机器人，当做位姿空间的点。
1.映射 2.规划
二维空间可以，高维空间较好。
1979 an algorithm for planning collision-free paths among polyhedral obstacles

7. motion planning运动规划; robot sensors机器人传感器

输入：机器人障碍物的几何信息；机器人的动力学；初始目标位姿
输出：连接初始到目标的连续的无碰撞的序列
指标：安全、效率。collision avoidance ,collision free, obstacles, smoothness,
图8-29 PUMA机器人穿越门洞的运动。
智能空间？还是机器人自带传感器？难度高了。例子，带压力传感器的地毯，人体运动跟踪。

3. RoboCup ; FIRA俩个重要的国际比赛

自主性

4. robot control; tree laws of robotics

机器人三定律