基于机器人学,设计一个可以设定目的地,并能在移动过程中避障的简单机器人。使用 matlab工具箱-RTB工具箱10.3,建立机器人模型, 并对其进行绘制。
时间: 2024-03-07 15:46:48 浏览: 71
基于MATLAB的机器人避障程序
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好的,根据您的要求,我将基于机器人学,设计一个可以设定目的地,并能在移动过程中避障的简单机器人,并使用 matlab工具箱-RTB工具箱10.3建立机器人模型,并对其进行绘制。
首先,我们需要创建机器人模型的参数。以下是一个简单的机器人模型参数示例:
```matlab
a = [0, 0, 0.15, 0.35, 0, 0];
alpha = [-pi/2, pi/2, 0, 0, -pi/2, pi/2];
d = [0.36, 0, 0, 0.42, 0, 0.08];
theta = [0, 0, 0, 0, 0, 0];
```
接下来,我们可以使用 `SerialLink` 函数来创建机器人模型:
```matlab
robot = SerialLink([
Revolute('d', d(1), 'a', a(1), 'alpha', alpha(1), 'offset', theta(1)),
Revolute('d', d(2), 'a', a(2), 'alpha', alpha(2), 'offset', theta(2)),
Revolute('d', d(3), 'a', a(3), 'alpha', alpha(3), 'offset', theta(3)),
Revolute('d', d(4), 'a', a(4), 'alpha', alpha(4), 'offset', theta(4)),
Revolute('d', d(5), 'a', a(5), 'alpha', alpha(5), 'offset', theta(5)),
Revolute('d', d(6), 'a', a(6), 'alpha', alpha(6), 'offset', theta(6))
], 'name', 'robot');
```
现在,我们需要设计机器人的移动方式。我们可以使用基本的控制算法,如逆运动学,来实现机器人移动。对于避障,我们可以使用传感器来检测障碍物,并使用基本的算法来避免碰撞。
以下是一个简单的控制算法示例:
```matlab
% 设定目标位置
target = [0.5, 0.5, 0];
% 获取当前关节角度
q0 = robot.getpos();
% 计算逆运动学解
q = robot.ikine(transl(target), q0, 'mask', [1, 1, 1, 0, 0, 0]);
% 控制机器人移动
robot.plot(q);
% 检测障碍物
obstacle_detected = detect_obstacle();
% 如果有障碍物,执行避障算法
if obstacle_detected
avoid_obstacle();
end
```
在这个示例中,我们首先设定了目标位置,然后使用逆运动学计算关节角度,控制机器人移动到目标位置。然后,我们检测障碍物,并在遇到障碍物时执行避障算法。
对于避障算法,我们可以使用简单的避障策略,如旋转、绕开障碍物等。以下是一个简单的避障算法示例:
```matlab
function avoid_obstacle()
% 计算当前机器人的位置和方向
T = robot.fkine(robot.getpos());
pos = T(1:3,4);
dir = T(1:3,3);
% 计算旋转方向(顺时针或逆时针)
if rand() > 0.5
rot_dir = [0, 0, 1];
else
rot_dir = [0, 0, -1];
end
% 旋转一定角度
q = robot.ikcon(T*transl(-pos)*trot(rot_dir, pi/4));
robot.plot(q);
% 绕开障碍物
q = robot.ikcon(T*transl([0, 0, 0.1])*trot(rot_dir, pi/4));
robot.plot(q);
end
```
在这个示例中,我们首先计算当前机器人的位置和方向,然后随机选择旋转方向,并旋转一定角度。然后,我们使用逆运动学计算机器人的关节角度,将其绕过障碍物。最后,我们使用 `plot` 函数将机器人移动到新的位置。
希望这能帮助到您。
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