UR5机械臂matlab

### 关于UR5机械臂在MATLAB中的使用方法

#### 轨迹规划基础
为了实现UR5机械臂的有效控制，在MATLAB环境中通常会利用Robotics System Toolbox来完成轨迹规划的任务。此工具箱提供了创建机器人模型、设计运动路径等功能，使得开发者能够专注于高级别的算法开发而非底层硬件细节[^1]。

#### 创建UR5对象实例
通过定义关节角度向量并调用`rigidBodyTree()`函数可以构建UR5机器人的结构表示形式：

urdfFile = 'universal_robot/ur5.urdf';
robot = rigidBodyTree('DataFormat','file',...
                      'File',fullfile(matlabroot,'toolbox','robotics',...
                                      'robotmanipulation', urdfFile));
show(robot);

上述代码片段展示了如何加载官方提供的UR5描述文件(.urdf)，进而初始化一个名为`robot`的对象用于后续操作。

#### 设定目标位姿与逆解求取
给定末端执行器期望到达的空间位置及姿态矩阵T时，可通过计算得到各关节所需转动的角度θ作为输入指令发送至实际设备上运行；这里借助了内置的`inverseKinematics()`功能模块简化处理过程：

ik = inverseKinematics('RigidBodyTree', robot);

% 定义目标坐标系相对于基座的位置和方向（此处仅为示意）
targetPosition = [0.4, -0.2, 0.7]; % XYZ轴上的偏移距离(m)
targetOrientation = eul2quat([pi()/4, pi()/6, pi()/3]); % 欧拉角转四元数表达方式

% 计算满足条件的一组可行解
jointAngles = ik(targetPosition,targetOrientation);
disp(jointAngles');

这段脚本说明了怎样设置终点站参数并通过反向动力学原理获取对应配置下的活动部件旋转幅度值集合。

#### 制订平滑过渡方案
考虑到安全性因素以及减少冲击力的影响，有必要引入插补技术使动作更加流畅自然。下面的例子采用多项式五次样条曲线连接起始点同终止点之间形成连续变化趋势：

qStart = homeConfiguration(robot); % 获取初始状态(即归零后的布局形态)
qGoal = jointAngles;              % 上一步骤所得最终设定

tInterval = linspace(0,1,1e3).';  
trajPoly = polynomialTrajectoryGenerator({qStart;qGoal},'TimePoints',[0 5]);

figure;
plot(trajPoly.TimeVector,[trajPoly(qStart)', trajPoly(qGoal)']);
xlabel('时间(s)')
ylabel('关节角度(rad)')
title('从原点到指定地点的多阶多项式拟合')
grid on;

for t=tInterval
    qCurrent = evaluate(trajPoly,t)';
    show(robot,qCurrent,'PreservePlot',false,...
        'MarkerSize',20,'Color',[0.85 0.325 0.098]);
    pause(0.01);
end

该段程序实现了由静止出发直至抵达预设方位整个过程中间各个时刻对应的姿势演变情况可视化展示效果，并模拟动画播放以便直观感受整体运作状况。