matlab三轴机械臂,MATLAB 中的机械臂算法——路径规划

作者：周末，MathWorks 中国行业市场部经理

什么是 trajectory(路径)规划

中文路径在英语中可能有两种翻译：

1. path

2. trajectory

首先告诉大家，我们所说的“路径”的是后者——trajectory。我们看一下这两种“路径”在机械臂的世界里有什么区别。

设想机械臂的 end-effector 要从 A 点运动到 B 点：

从 A 到 B 叫 path：

如果我们规定从 A 到 B 这个 path，必须在特定的时间(t0 – t6)，经过这 7 个点。

那么这 7 个点叫 waypoints。路径(trajectory)指的是通过这 7 个点的具体计划(例如什么时间，以什么速度等等)。规划我们如何经过这 7 个点的算法，叫做路径规划(trajectory planning)算法。

上面这 7 个点，如果机械臂的 end-effector 在通过的时候，位置连续、速度连续、甚至加速度也是连续的，那么我们说这个 trajectory 是平滑的(smooth)。

机械臂中有几种比较常见的 trajectory：

Trapezoidal Trajectories(梯形路径)

梯形路径指的是：

end-effector 在相邻 waypoints 之间的速度是象梯形一样，先线性加速，然后速度保持不变，在接近目标后线性减速。梯形路径的优点是比较简单实用，但是在每个 waypoint 会有停顿。下图是一个机械臂走梯形路径的样例：在过 waypoints 的时候，会完全停止，所以走