MATLAB机械臂的两种路径规划

MATLAB机械臂的两种路径规划

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，所以走的是直线，速度和加速度肯定不连续。