一、关节控制方法

关节控制通常要经历多个ALMotion周期(20ms)。为使关节平稳转动，每隔20ms，API需要重新计算电机电流和刚度变化。

控制关节或关节组有两种方式：

(1)插值方法，阻塞调用，类似于动画，在起始位置和终止位置间定时插入若干中间值。

(2)反应式方法，非阻塞调用，通常在反应控制中多次调用。例如在头部跟踪时，NAO可能得到一组相互矛盾的命令序列(如前一个命令是头部左转，后一个命令是右转)，调用反应式方法可以保证运动平滑且速度连续。

方法名	说明	调用方式
angleInterpolation (names, angleLists, timeLists, isAbsolute)	插值运动。names 是关节名称；angleLists是角度、角度列表或二维角度列表，单位为弧度；timeLists是为达到目标角度的时间、时间列表或二维时间列表；isAbsolute为True，代表绝对角度,为False，代表相对角度。	阻塞调用
angleInterpolationWithSpeed(names, targetAngles, maxSpeedFraction)	插值运动(带速度限制)。names是关节名称；targetAngles为弧度表示的角度或角度列表，maxSpeedFraction为最大速度百分比	阻塞调用
angleInterpolationBezier(jointNames, times,controlPoints)	贝塞尔角度插值。jointNames为关节名称列表，times为时间列表，controlPoints为控制点列表	阻塞调用
setAngles(names,angles, fractionMaxSpeed)	设置关节角度。names是关节名称；angles为一个或多个角度；maxSpeedFraction为最大速度百分比	非阻塞调用
changeAngles(names,angles, fractionMaxSpeed)	改变关节角度。names是关节名称；angles为一个或多个角度；maxSpeedFraction为最大速度百分比	非阻塞调用
getAngles(names, useSensors)	获取关节角度。names为关节名；useSensors为True返回关节传感器角度，为False返回执行器角度
closeHand(handName)	合上手掌。handName取值：LHand,RHand	阻塞调用
openHand(handName)	张开手掌。handName取值：LHand,RHand	阻塞调用

1.1 控制关节

需要给出关节名称、以弧度为单位的目标角度和转到目标角度的速度。

almath是NAOqi系统提供的数学函数库，almath.TO_RAD为1度所对应的弧度数，在关节控制方法中，目标角度都以弧度为单位，本例及以后示例中，目标角度都用角度*1度对应弧度数形式表示。 setAngles()方法为非阻塞调用方法，本例中转头动作后面的语句将头部刚度设置为0，因此调用setAngles()方法时需要使用延时。

# 头部关节运动(头部左转30度)
import  time
import  almath
class  MyClass(GeneratedClass):def  __init__(self):GeneratedClass.__init__(self)self.motion=ALProxy("ALMotion")def  onLoad(self):passdef  onUnload(self):passdef  onInput_onStart(self):self.motion.setStiffnesses("Head", 1.0)names = "HeadYaw"angles = 30.0*almath.TO_RADfractionMaxSpeed = 0.1       # HeadYaw joint at 10% max speedself.motion.setAngles(names,angles,fractionMaxSpeed)time.sleep(3.0)self.motion.setStiffnesses("Head", 0.0)passdef  onInput_onStop(self):self.onUnload()self.onStopped()

1.2 定时插值

如果关节运动的轨迹是已知的，angleInterpolation()[阻塞调用]和angleInterpolationWithSpeed()方法可以在每个ALMotion周期中重新计算执行器(电机)参数，控制关节运动速度，使机器人运动平稳。关节插值运动方法可以对一个关节或多个关节指定运动角度，也可以指定角度序列及完成这些动作的时间序列。

# 头部插值运动
import  almath
import  timeclass  MyClass(GeneratedClass):def  __init__(self):GeneratedClass.__init__(self)self.motion=ALProxy("ALMotion")def  onLoad(self):passdef  onUnload(self):passdef  onInput_onStart(self):self.motion.setStiffnesses("Head", 1.0)names = "HeadYaw"angleLists = 50.0*almath.TO_RADtimeLists  = 1.0isAbsolute = Trueself.motion.angleInterpolation(names, angleLists, timeLists, isAbsolute)time.sleep(1.0)names= "HeadYaw"angleLists = [30.0*almath.TO_RAD, 0.0]timeLists  = [1.0, 2.0]isAbsolute = Trueself.motion.angleInterpolation(names, angleLists, timeLists, isAbsolute)time.sleep(1.0)names      = ["HeadYaw", "HeadPitch"]angleLists = [30.0*almath.TO_RAD, 30.0*almath.TO_RAD]timeLists  = [1.0, 1.2]isAbsolute = Trueself.motion.angleInterpolation(names, angleLists, timeLists, isAbsolute)names  = ["HeadYaw","HeadPitch"]angleLists=[[50.0*almath.TO_RAD, 0.0],[-30.0*almath.TO_RAD, 30.0*almath.TO_RAD, 0.0]]timeLists=[[1.0, 2.0], [ 1.0, 2.0, 3.0]]isAbsolute=Trueself.motion.angleInterpolation(names, angleLists, timeLists, isAbsolute)self.motion.setStiffnesses("Head", 0.0)passdef  onInput_onStop(self):self.onUnload() self.onStopped()

1.3 反应控制

setAngles() 和changeAngles()方法为非阻塞调用方法，经常用于关节反应式控制，在前一个调用未完成前，可以执行下一个调用。

# 反应控制
import  timeclass  MyClass(GeneratedClass):def  __init__(self):GeneratedClass.__init__(self)self.motion=ALProxy("ALMotion")def  onLoad(self):passdef  onUnload(self):passdef  onInput_onStart(self):self.motion.setStiffnesses("Head", 1.0)names = "HeadYaw"angles = 0.3fractionMaxSpeed = 0.1self.motion.setAngles(names,angles,fractionMaxSpeed)      time.sleep(0.5)   # wait  half  a  second       angles = 0.0   # change  targetself.motion.setAngles(names,angles,fractionMaxSpeed)       time.sleep(0.5)   # wait  half  a second       angles = 0.1   # change  targetself.motion.setAngles(names,angles,fractionMaxSpeed)time.sleep(3.0)self.motion.setStiffnesses("Head", 0.0)passdef  onInput_onStop(self):self.onUnload()self.onStopped()

1.4 读关节角度

关节控制是通过调用API方法，将关节控制命令发送给相应的执行器(电机)完成的。命令执行完成后，关节角度应该与发给执行器的命令相一致(实际的机械结构执行过程中可能存在微小误差)。NAO在每个关节上安装了位置传感器测量关节角度。getAngles()方法即可以读取执行器角度，也可以读取传感器角度。

# 获取关节角度
import time
class  MyClass(GeneratedClass):def  __init__(self):GeneratedClass.__init__(self)self.motion=ALProxy("ALMotion")def onLoad(self):passdef  onUnload(self):passdef  onInput_onStop(self):self.onUnload() self.onStopped() def  onInput_onStart(self):self.motion.setStiffnesses("Head", 1.0)names = "HeadYaw"angles = 0.3fractionMaxSpeed = 0.8self.motion.setAngles(names,angles,fractionMaxSpeed)      time.sleep(1.5)   names = "Head"                  #包括HeadYaw和HeadPitchuseSensors = FalsecommandAngles = self.motion.getAngles(names, useSensors)   #读取执行器角度self.logger.info("Command angles:")self.logger.info(str(commandAngles))useSensors  = TruesensorAngles = self.motion.getAngles(names, useSensors)   #读取传感器角度self.logger.info("Sensor angles:")self.logger.info(str(sensorAngles))errors = []for  i  in  range(0, len(commandAngles)):errors.append(commandAngles[i]-sensorAngles[i])self.logger.info("Errors")self.logger.info(errors)pass

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