C++运动规划与机器人正逆运动实验详解

在机器人学实验三中，主要关注C++编程语言在运动规划上的应用。实验的主要目的是让学生了解并掌握C++运动规划上位机的基本操作，以及正逆运动学算法在机器人控制中的核心作用。以下是实验的核心知识点： 1. **C++运动规划上位机**: - 上位机提供了四种运动模式：轨迹规划点位运动、视觉引导的取放料运动、码垛运动和避障运动。这些运动模式通过组合点到点的运动（如①轨迹规划点位运动）实现连续轨迹的规划，如避障路径由多个点组成，通过拆分成多组点到点运动执行。 2. **程序模块**: - 源码由多个模块构成，包括DhfLib（单例模式模板），HPSocket（用于网络通信的Socket库），MotionPlan（负责轨迹规划算法），CmdControl（启动视觉软件），FtpControl（进行FTP数据传输），IOControlDlg（IO控制界面底层函数），Robot（机器人宏指令接口），以及RobotApplicationMFC（上位机程序的入口）。 3. **正逆运动学算法**: - 实验要求学生实现SCARA、Delta和六轴机器人的正逆运动学算法，这涉及到计算机器人关节角度与末端位置之间的映射关系，是机器人精确运动的基础。 4. **点位规划程序**: - 学生需用C++编程实现点位规划程序，验证正逆运动学的正确性，并通过上位机中的避障功能模块，让机器人按照给定点位绘制出圆形轨迹，展示了点位规划在实际运动控制中的应用。 5. **实验实践**: - 学生通过编写代码实现机器人在不同运动模式下的空间运动，如避障运动中，会分解成多个点到点的运动，同时利用C++运动规划上位机进行实时监控和控制。 6. **理解深度**: - 通过这个实验，学生不仅掌握了编程技能，还能深入理解正逆运动学在机器人运动控制中的关键作用，以及如何通过上位机进行有效的运动规划和控制。 这个实验着重于将理论知识与实际操作相结合，通过C++编程实现机器人的运动控制，强化了对机器人学和编程技术的理解。