已知机械臂末端的三维空间坐标,末端姿态Z轴方向按照向量1方向,末端姿态Y轴方向按照向量2方向,用matlab编写代码
时间: 2023-09-19 19:05:56 浏览: 69
假设机械臂末端的三维空间坐标为$(x,y,z)$,末端姿态Z轴方向向量为$v_1$,末端姿态Y轴方向向量为$v_2$。
首先需要将$v_1$和$v_2$正交化,得到一个新的向量$v_3$,使得$v_1$、$v_2$、$v_3$两两正交。这里可以使用Gram-Schmidt正交化方法,代码如下:
```matlab
v1 = v1 / norm(v1); % 确保向量v1的模为1
v2 = v2 - dot(v1,v2)*v1; % 将v2投影到v1上,计算出v2在v1上的投影向量,用v2减去该向量,得到一个垂直于v1的向量
v2 = v2 / norm(v2); % 确保向量v2的模为1
v3 = cross(v1,v2); % v3为v1和v2的叉乘,垂直于v1和v2的向量
```
接下来,可以构造旋转矩阵$R$,使得$Rv_1 = [0,0,1]$,$Rv_2 = [0,1,0]$,$Rv_3 = [1,0,0]$。这里的旋转矩阵可以通过将$v_1$、$v_2$、$v_3$作为列向量组成的矩阵进行转置,得到一个$3\times3$的矩阵。
```matlab
R = [v1',v2',v3'];
```
最后,可以将末端姿态的旋转矩阵$R$和末端位置$(x,y,z)$组合成$4\times4$的变换矩阵$T$,表示机械臂末端的姿态和位置。
```matlab
T = [R,[x;y;z];0,0,0,1];
```
这样,就可以得到一个描述机械臂末端姿态和位置的变换矩阵$T$。
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好的,根据您的问题,我可以为您提供以下matlab代码:
假设机械臂末端三维空间坐标为(x,y,z),末端姿态Z轴方向向量为v1,末端姿态Y轴方向向量为v2,我们可以按照以下步骤编写代码:
1. 将v1,v2标准化为单位向量
```matlab
v1 = v1 / norm(v1);
v2 = v2 / norm(v2);
```
2. 求出末端姿态X轴方向向量v3,由于v1,v2向量已经是标准化结果,因此我们可以通过向量叉乘来求解v3向量
```matlab
v3 = cross(v1,v2);
```
3. 构建末端姿态矩阵R,其中第一列为v1向量,第二列为v2向量,第三列为v3向量
```matlab
R = [v1,v2,v3];
```
4. 构建末端位姿矩阵T,其中前三列为R矩阵,最后一列为机械臂末端三维空间坐标
```matlab
T = [R,[x;y;z];0,0,0,1];
```
完整代码如下:
```matlab
% 机械臂末端三维空间坐标
x = 1;
y = 2;
z = 3;
% 末端姿态Z轴方向向量
v1 = [1;0;0];
% 末端姿态Y轴方向向量
v2 = [0;1;0];
% 将v1,v2标准化为单位向量
v1 = v1 / norm(v1);
v2 = v2 / norm(v2);
% 求出末端姿态X轴方向向量v3
v3 = cross(v1,v2);
% 构建末端姿态矩阵R
R = [v1,v2,v3];
% 构建末端位姿矩阵T
T = [R,[x;y;z];0,0,0,1];
```
希望这能够帮助您解决问题。如果您还有其他问题,请随时提出。
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