数值逆解
Numerical Inverse Kinematics常用从初始猜测出发反复迭代修正关节角,逼近目标末端位姿的逆运动学解法。
逆运动学要根据期望的末端位姿求关节角。解析逆解靠推导闭式公式,只适用于结构特殊的机械臂;数值逆解更通用:从一个初始关节角出发,用正运动学算出当前末端与目标的误差,再借助雅可比矩阵把误差换算成关节角修正量,反复迭代直到误差足够小。最基本的是牛顿-拉夫森法配雅可比伪逆,常见改进有阻尼最小二乘(在奇异附近防止关节角暴跳)、雅可比转置法,以及把关节限位、避障写成约束的优化式求解。缺点是只收敛到离初值较近的一个解,也可能不收敛或陷入局部最优。实时控制中用上一时刻的关节角作初值,通常几步就收敛。KDL、TRAC-IK、mink 等库都提供数值 IK。
例子VR 遥操作时,每帧把头显手柄的位姿作为机械臂末端目标,以上一帧的关节角为初值迭代几步数值 IK,就能实时得到各关节角。
- 也叫
- 数值逆运动学、数值 IK、迭代法逆解、Numerical IK、Iterative IK
- 相关
- 逆运动学、解析逆解、雅可比伪逆、阻尼最小二乘法、雅可比转置法、TRAC-IK
- 来源
- Modern Robotics 6.2: Numerical Inverse Kinematics (Part 1 of 2)
Modern Robotics 6.2: Numerical Inverse Kinematics (Part 2 of 2)
Wikipedia: Inverse kinematics