通过计算雅可比矩阵的转置并与误差向量相乘,可以得到每个关节变量应如何调整以最小化末端位置或姿态的误差
时间: 2024-10-08 19:12:03 浏览: 80
tezhengzhi.rar_eigenvalue_jacobi_特征值_特征向量 matlab_雅可比
通过最小二乘法[^1]解决机器人的逆 kinematics(反向动力学)问题时,雅可比矩阵(Jacobian matrix)的作用至关重要。具体来说,假设我们有末端位置的测量误差 \( \Delta p \),雅可比矩阵 \( J \) 的每个元素对应于一个关节变量对末端位置变化的影响。为了找到最小化的关节调整,我们需要做的是:
1. 计算雅可比矩阵的转置 \( J^T \)。这是因为在最小二乘法中,我们要寻找的是使误差向量 \( \Delta p \) 被雅可比矩阵的列向量最小化,即 \( J^T \Delta p \)。
2. 构造误差向量 \( \Delta p \),它包含末端位置与期望位置之间的偏差。
3. 通过下面的公式计算每个关节变量 \( \theta_i \) 应该调整的增量:
```math
\Delta \theta = -(J^T)^{-1} \Delta p
```
其中,\( (J^T)^{-1} \) 是雅可比矩阵转置的逆,表示雅可比矩阵每一行的反作用力。
请注意,如果雅可比矩阵是满秩的(即有独立的列),那么这个逆矩阵存在。然而,在实际应用中,由于测量噪声或简化模型可能使得 \( J \) 不满秩,这时可能需要使用伪逆或其他迭代方法来求解。
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