Matlab Robotic Toolbox工具箱学习笔记(一)

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