Matlab Robotic Toolbox学习
Matlab Robotic Toolbox工具箱学习
软件：matlab2013a
工具箱：Matlab Robotic Toolbox v9.8
Matlab Robotic Toolbox工具箱学习笔记根据Robot Toolbox demonstrations目录，将分三大部分阐述：
1、General(Rotations,Transformations,Trajectory)
2、Arm(Robot,Animation,Forwarw kinematics,Inverse kinematics,
Jacobians,Inverse dynamics,Forward dynamics,Symbolic,Code generation)
3、Mobile(Driving to a pose,Quadrotor,Braitenberg,Bug,D*,PRM,SLAM,Particle filter)
General/Rotations
绕x轴旋转pi/2得到的旋转矩阵
(1)r = rotx(pi/2);
matlab默认的角度单位为弧度，这里可以用度数作为单位
(2)R = rotx(30, 'deg') * roty(50, 'deg') * rotz(10, 'deg');
求出R等效的任意旋转变换的旋转轴矢量vec和转角theta
(3)[theta,vec] = tr2angvec(R);
旋转矩阵用欧拉角表示，R = rotz(a)*roty(b)*rotz(c)
(4)eul = tr2eul(R);
旋转矩阵用roll-pitch-yaw角表示， R = rotx(r)*roty(p)*rotz(y)
(5)rpy = tr2rpy(R);
旋转矩阵用四元数表示
（6）q = Quaternion(R);
将四元数转化为旋转矩阵
(7)q.R;
界面,可以是“rpy”，“eluer”角度单位为度。
(8)tripleangle('rpy');
General/Transformations
沿x轴平移0.5，绕y轴旋转pi/2，绕z轴旋转-pi/2
（1）t = transl(0.5, 0.0, 0.0) * troty(pi/2) * trotz(-pi/2)
将齐次变换矩阵转化为欧拉角
（2）tr2eul(t)
将齐次变换矩阵转化为roll、pitch、yaw角
（3） tr2rpy(t)
General/Trajectory
clear;
clc;
p0 = -1;% 定义初始点及终点位置
p1 = 2;
p = tpoly(p0, p1, 50);% 取步长为50
figure(1);
plot(p);%绘图，可以看到在初始点及终点的一、二阶导均为零
[p,pd,pdd] = tpoly(p0, p1, 50);%得到位置、速度、加速度
p为五阶多项式，速度、加速度均在一定范围内
figure(2);
subplot(3,1,1); plot(p); xlabel('Time'); ylabel('p');
subplot(3,1,2); plot(pd); xlabel('Time'); ylabel('pd');
subplot(3,1,3); plot(pdd); xlabel('Time'); ylabel('pdd');
另外一种方法：
[p,pd,pdd] = lspb(p0, p1, 50);
figure(3);
subplot(3,1,1); plot(p); xlabel('Time'); ylabel('p');
subplot(3,1,2); plot(pd); xlabel('Time'); ylabel('pd');% 可以看到速度是呈梯形
subplot(3,1,3); plot(pdd); xlabel('Time'); ylabel('pdd');
三维的情况：
p = mtraj(@tpoly, [0 1 2], [2 1 0], 50);
figure(4);
plot(p)
对于齐次变换矩阵的情况
T0 = transl(0.4, 0.2, 0) * trotx(pi);% 定义初始点和目标点的位姿
T1 = transl(-0.4, -0.2, 0.3) * troty(pi/2) * trotz(-pi/2);
T = ctraj(T0, T1, 50);
first=T(:,:,1);%初始位姿矩阵
tenth=T(:,:,10);%第十个位姿矩阵
figure(5);
tranimate(T);%动画演示坐标系自初始点运动到目标点的过程