其中,APB是坐标系{B}的原点在坐标系{A}中的矢量表示,上式称为坐标平移方程。若两坐标系有共同的原点,但是两者的方位不相同,如图5-5所示。
用旋转矩阵ARB描述坐标系{B}相对于坐标系{A}的方位。同一点P在两个坐标系{A}和{B}中的描述AP和BP具有以下关系:
P= P (5-7)
上式称为坐标旋转方程。
但是通常坐标系{A}的原点与坐标系{B}的原点既不重合,坐标系{A}的方位与坐标系{B}的方位也不相同。用位置矢量APB0来描述坐标系{B}的坐标原点相对于坐标系{A}的位置;用旋转矩阵ARB描述坐标系{B}相对于坐标系{A}的方位;而AP,BP,CP则分别是点P在坐标系{A},{B},{C}中的矢量表示。如图5-6所示。为了直观和方便的研究任意点P在两坐标系中描述的关系,建立一个中间坐标系{C},坐标原点与{B}的重合,即APC0= APB0,而{C}的坐标方位与{A}的相同,显然CRB=ARB,故由公式(5-6)和(5-7)得到下列变换:
P= P= P (5-8)
P= P+ P = P+ P (5-9)
为了坐标变换的数学表达方便,可以将上式等价为齐次变换的形式:
= (5-10)
如果用4×1的列向量来表示三文空间的点,即表示点的齐次坐标,仍然用AP或BP来表示,则上式又可以简化为矩阵的形式:AP=ATBBP其中,ATB是一个4×4的矩阵,综合表示了平移变换和旋转变换,具有如下形式:
T = = (5-11)
显然,综合旋转和平移变换可以表示成(5-11)式,可以简写成下式:
T= (5-12)
其中,齐次变换矩阵的第一列(n矢量)表示动坐标系的x轴单位矢量在参考坐标系中的坐标分量。同理,齐次变换的第二列(o矢量)和第三列(a矢量)分别代表动坐标系y轴、z轴在参考坐标系中的坐标分量。
5.2.3 Denavit-Hartenberg(D-H)表示法
毕业论文http://www.751com.cn/ 本机器人是由辣个转动关节的刚体(杆件)串联而成的,每个关节-杆件有一个自由度。通常把固定机座作为0号杆件,然后关节和杆件都从机座向外顺序编号,第一个运动件为1号杆件,依次类推,最后一个杆件和手爪相连。关节1连接杆件1和机座,每个杆件最多与另外两个杆件相连,所以不构成封闭。
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