给出坐标系b相对于坐标系a的xyz和rpy,求解转换矩阵

时间: 2023-10-29 21:03:15 浏览: 150
要求求解坐标系 b 相对于坐标系 a 的转换矩阵,需要知道两个坐标系之间的平移和旋转关系。我们可以利用给出的 XYZ 和 RPY 角来计算转换矩阵。 XYZ 表示的是坐标系 b 原点相对于坐标系 a 原点在 xyz 方向上的平移量,而 RPY 表示的是坐标系 b 相对于坐标系 a 的旋转角度,其中 R 表示绕 x 轴旋转角度,P 表示绕 y 轴旋转角度,Y 表示绕 z 轴旋转角度。 首先,我们通过 XYZ 求解平移矩阵 T: T = | 1 0 0 X | | 0 1 0 Y | | 0 0 1 Z | | 0 0 0 1 | 其中,X、Y、Z 分别是给出的 X 方向平移、Y 方向平移和 Z 方向平移数值。 然后,我们通过 RPY 求解旋转矩阵 R: R = Rx * Ry * Rz 其中,Rx、Ry、Rz 分别表示绕 x 轴、y 轴、z 轴旋转的旋转矩阵。 最后,将平移矩阵 T 与旋转矩阵 R 相乘,即可得到坐标系 b 相对于坐标系 a 的转换矩阵: Transformation Matrix = T * R 这样,我们就可以通过给出的 XYZ 和 RPY 角来求解转换矩阵。
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在 MATLAB 中,可以使用 Robotics System Toolbox 中的 `rigidBodyTree` 对象来生成 ABB IRB1600 标准 DH 参数坐标系。具体步骤如下: 1. 首先,需要定义机器人的 DH 参数。ABB IRB1600 的标准 DH 参数如下: ``` a = [0, 0.425, 0, 0, 0, 0]; alpha = [pi/2, 0, pi/2, -pi/2, pi/2, 0]; d = [0.63, 0, 0.935, 0, 0.21, 0.4]; theta = [0, q2-pi/2, q3, q4, q5, q6]; ``` 其中,`q2` 到 `q6` 是机器人的关节角度。 2. 接下来,需要创建 `rigidBodyTree` 对象,并添加机器人的各个关节。 ```matlab robot = rigidBodyTree; % Base body1 = rigidBody('body1'); joint1 = rigidBodyJoint('joint1', 'revolute'); setFixedTransform(joint1, trvec2tform([0, 0, d(1)])); joint1.JointAxis = [0 0 1]; body1.Joint = joint1; addBody(robot, body1, 'base'); % Link 1 body2 = rigidBody('body2'); joint2 = rigidBodyJoint('joint2', 'revolute'); setFixedTransform(joint2, trvec2tform([0, 0, d(2)]) * ... rpy2tr([alpha(1), 0, a(1)])); joint2.JointAxis = [0 1 0]; body2.Joint = joint2; addBody(robot, body2, 'body1'); % Link 2 body3 = rigidBody('body3'); joint3 = rigidBodyJoint('joint3', 'revolute'); setFixedTransform(joint3, trvec2tform([a(2), 0, d(3)]) * ... rpy2tr([alpha(2), 0, 0])); joint3.JointAxis = [1 0 0]; body3.Joint = joint3; addBody(robot, body3, 'body2'); % Link 3 body4 = rigidBody('body4'); joint4 = rigidBodyJoint('joint4', 'revolute'); setFixedTransform(joint4, trvec2tform([a(3), 0, d(4)]) * ... rpy2tr([alpha(3), 0, 0])); joint4.JointAxis = [1 0 0]; body4.Joint = joint4; addBody(robot, body4, 'body3'); % Link 4 body5 = rigidBody('body5'); joint5 = rigidBodyJoint('joint5', 'revolute'); setFixedTransform(joint5, trvec2tform([a(4), 0, d(5)]) * ... rpy2tr([alpha(4), 0, pi/2])); joint5.JointAxis = [0 1 0]; body5.Joint = joint5; addBody(robot, body5, 'body4'); % Link 5 body6 = rigidBody('body6'); joint6 = rigidBodyJoint('joint6', 'revolute'); setFixedTransform(joint6, trvec2tform([0, 0, d(6)]) * ... rpy2tr([alpha(5), 0, 0])); joint6.JointAxis = [1 0 0]; body6.Joint = joint6; addBody(robot, body6, 'body5'); % End effector tool = rigidBody('tool'); setFixedTransform(tool.Joint, trvec2tform([0, 0, 0.15])); addBody(robot, tool, 'body6'); ``` 这里使用了 `trvec2tform` 函数将平移向量转换为变换矩阵,使用了 `rpy2tr` 函数将欧拉角转换为旋转矩阵。 3. 最后,可以使用 `showdetails` 函数查看机器人的详细信息,包括 DH 参数、关节限制等。 ```matlab showdetails(robot) ``` 这样就生成了 ABB IRB1600 标准 DH 参数坐标系的机器人模型。

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