机器人的运动控制其实质是通过各关节的旋转来实现机器人末端执行器的运动,因此了解姿态变换矩阵是认识机器人的第一步。
机器人工具箱中可以分别用rotx(θ)、roty(θ)、rotz(θ)计算X、Y、Z轴的旋转变换,其中θ单位为弧度,如果用角度表示可以用rotx(θ,‘deg’)、roty(θ,‘deg’)、rotz(θ,‘deg’)
>> R=rotx(pi/2)

R =
1.0000 0 0
0 0.0000 -1.0000
0 1.0000 0.0000
>> R=rotx(90,'deg')
R =
1.0000 0 0
0 0.0000 -1.0000
0 1.0000 0.0000
2、坐标旋转的可视化
在机器人工具箱中,可以使用两种函数实现坐标旋转的可视化。
trplot()函数:可用图形表示相应的体坐标系。
tranimate()函数:用动画展示世界坐标系旋转为体坐标系的过程。
trplot(R)函数
tranimate(R)函数
3、函数解析
上述两个函数都可以通过命令窗口找到对应的文档说明,如trplot()函数中参数可以为R和T,R为3×3旋转矩阵,T为4×4齐次变换矩阵,options参数可以为'noaxes','color','length'等。
trplot()函数说明文档
tranimate()函数中参数可以表示的方法有:tranimate(x1,x2,options),x1,x2为姿态1和姿态2,表示从姿态1变换到姿态2的动态效果,options参数可以为‘fps’,'axis'等。
tranimate()函数文档说明
参考文献:杨辰光,李智军,徐扬.机器人仿真与编程技术[M].北京:清华大学出版社,2018.