Advertisement

MATLAB轨迹优化源码 - TrajectoryOptimization: 探讨机器人系统的轨迹生成策略

  •  5星
  •     浏览量: 0
  •     大小:None
  •      文件类型:ZIP


简介:
本项目提供基于MATLAB的机器人系统轨迹优化源码,旨在深入研究和实现高效的轨迹生成与优化算法。 轨迹优化的MATLAB源代码 - TrajectoryOptimization:研究不同机器人系统的轨迹生成策略 此仓库将存放我的研究代码,用于探索各种机器人的轨迹优化问题。最初的目标是实现论文《使用隐式硬接触进行轨迹优化》中提出的方法,并且要探究该文中提到的三个工具: 1. 杂技臂(Acrobot):第一个系统 2. 直接搭配的acrobot模型 为了运行杂技机器人,需要先执行“~optimizationrobcogenrobcogen-0.5.1etccpp-iitrbdinstall.sh”脚本。该文件夹内有一个名为acrobotmodelrun.sh的脚本用于调用RobCoGen,并将输出复制到当前目录中。 请注意,“acrobottest.cpp”是用来测试模型的程序,构建此代码时需要特别注意编写CMakeLists文件以处理RPATH和eigen3路径的问题。此外,虽然RobCoGen有生成URDF(Universal Robot Description Format)模型的功能,但其输出没有可视组件。 接下来是“弹指”,它是论文《通过接触进行刚体轨迹优化的直接方法》中描述的一种算法实现,并且使用了ifopt和Snopt这两个工具,其中后者是一个用Fortran编写的闭源软件。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~
客服
客服
  • MATLAB - TrajectoryOptimization:
    优质
    本项目聚焦于利用MATLAB进行机器人系统轨迹优化的研究,提供多种轨迹生成策略的源代码,旨在促进高效、精准的运动规划。 轨迹优化MATLAB源代码 此仓库将托管我的研究代码,用于不同机器人系统的轨迹优化工作。我最初的计划是实施论文“使用隐式硬接触进行轨迹优化”,并研究该文中提到的三个工具: 1. 杂技机器人:第一个系统是直接搭配的acrobot。 - 需要运行脚本“~/optimization/robcogen/robcogen-0.5.1/etc/cpp-iitrbd/install.sh”来安装必要的文件。 - acrobot/model/run.sh 包含一个用于执行RobCoGen并输出结果到当前目录的脚本,同时将机械手头文件和.so文件安装到/usr/local/include中。 - RobCoGen可以生成URDF模型,但这些模型不包含可视组件。 - 使用acrobot/test.cpp 来测试生成的模型。构建此cpp时需要小心处理CMakeLists 文件中的RPATH 和eigen3路径。 2. 弹指:这是在“通过接触进行刚体轨迹优化的直接方法”一文中描述的轨迹生成算法实现。 3. ifoptSnopt: 这是一个用Fortran编写的封闭源代码库,支持c/c++/mat接口。
  • MATLAB - TrajectoryOptimization:
    优质
    本项目提供基于MATLAB的机器人系统轨迹优化源码,旨在深入研究和实现高效的轨迹生成与优化算法。 轨迹优化的MATLAB源代码 - TrajectoryOptimization:研究不同机器人系统的轨迹生成策略 此仓库将存放我的研究代码,用于探索各种机器人的轨迹优化问题。最初的目标是实现论文《使用隐式硬接触进行轨迹优化》中提出的方法,并且要探究该文中提到的三个工具: 1. 杂技臂(Acrobot):第一个系统 2. 直接搭配的acrobot模型 为了运行杂技机器人,需要先执行“~optimizationrobcogenrobcogen-0.5.1etccpp-iitrbdinstall.sh”脚本。该文件夹内有一个名为acrobotmodelrun.sh的脚本用于调用RobCoGen,并将输出复制到当前目录中。 请注意,“acrobottest.cpp”是用来测试模型的程序,构建此代码时需要特别注意编写CMakeLists文件以处理RPATH和eigen3路径的问题。此外,虽然RobCoGen有生成URDF(Universal Robot Description Format)模型的功能,但其输出没有可视组件。 接下来是“弹指”,它是论文《通过接触进行刚体轨迹优化的直接方法》中描述的一种算法实现,并且使用了ifopt和Snopt这两个工具,其中后者是一个用Fortran编写的闭源软件。
  • Matlab—6.832项目:欠驱动
    优质
    本项目为MIT 6.832课程作业,利用Matlab进行凸优化编程,针对欠驱动系统的运动特性,实现高效轨迹优化算法的设计与仿真。 该存储库包含用于通过TrajOpt对欠驱动系统进行轨迹优化的代码。TrajOpt是一种基于顺序凸优化(SCO)的方法,它通过迭代求解局部近似凸子问题来解决非凸问题。我们使用Matlab中的CVX实现这一算法,并在Drake框架内解决子问题。考虑了不同的动力学约束,包括前向Euler、后向Euler、中点Euler和并置约束方法。仿真结果部分可用。 要运行matlab文件,您需要安装Drake和CVX。run_nlink.m提供了如何使用我们的代码进行轨迹优化的示例,并且此文件应与提供的功能一起放在drake目录下(例如:drake/examples/PlanarNLink)。
  • Matlab-6.832项目:欠驱动
    优质
    本项目为MIT 6.832课程作业,运用MATLAB进行凸优化编程,针对欠驱动系统的运动特性,实现高效轨迹优化算法设计与仿真。 该存储库包含用于通过TrajOpt方法对欠驱动系统进行轨迹优化的代码。TrajOpt是一种基于顺序凸优化(SCO)的方法,通过迭代求解局部近似凸子问题来解决非凸问题。我们使用Matlab中的CVX工具实现此算法,并在Drake框架内处理子问题。考虑了不同的动力学约束条件,包括前向Euler、后向Euler、中点Euler以及并置约束方法。 仿真结果部分可用。要运行matlab文件,请安装Drake和CVX。run_nlink.m展示了如何使用我们的代码进行轨迹优化的示例,并且此脚本应该放置在drake目录下的特定位置(drake/examples/PlanarNLink/)。
  • (SCARA规划)MATLAB
    优质
    本MATLAB源码旨在实现SCARA机器人的高效轨迹规划,通过优化算法设计确保路径精确、流畅,适用于工业自动化和精密制造领域。 SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)是一种常见的四轴工业机器人,在电子设备、汽车零部件组装生产线等领域得到广泛应用。本资源提供的MATLAB源码专注于SCARA机器人的关节空间轨迹规划,利用了MATLAB的Robotics工具箱进行算法实现。 MATLAB是一款强大的数学计算软件,其Robotics工具箱提供了丰富的功能,可以方便地对机器人进行建模、仿真、控制和路径规划。在SCARA机器人的轨迹规划中,关键的知识点包括: 1. **机器人建模**:需要构建SCARA机器人的连杆模型,并定义各关节的自由度和运动范围。这通常通过定义机器人结构和参数来完成,例如关节角度、连杆长度等。 2. **坐标系统**:理解并建立机器人工作空间的坐标系是至关重要的。SCARA机器人有基座坐标系、关节坐标系和工具坐标系。在轨迹规划中,需将目标位置从世界坐标系转换到关节坐标系。 3. **逆运动学**:给定末端执行器(EOAT)的目标位置和姿态,通过逆运动学求解各关节的角度。MATLAB的`inverseKinematics`函数可以用于此问题,它基于特定优化策略来找到合适的解。 4. **轨迹规划**:生成平滑、无碰撞的关节运动轨迹是这一环节的重点。这可能包括插值方法(如样条插值)、优化技术以及避免奇异点的方法。MATLAB中的`spline`函数可以用于创建平滑的关节轨迹。 5. **正运动学**:在获得各关节角度序列后,通过正运动学将这些角度转化为末端执行器的实际位置。使用`forwardKinematics`函数可以计算出机器人的几何位置。 6. **仿真与控制**:可以在MATLAB环境中利用`sim`函数进行机器人运动的实时仿真,检查规划轨迹是否满足预期目标,并设计控制器(如PID控制器)以实现对关节电机的精确控制。 7. **可视化**:Robotics工具箱提供了`view`和`plot`函数,用于显示机器人的3D模型及其运动路径,帮助用户直观理解规划结果。 8. **误差分析与优化**:考虑到实际应用中的精度和稳定性要求,需要进行误差分析,并可能通过调整参数或改进算法来提高轨迹质量。 学习并使用这段MATLAB源码可以帮助深入理解SCARA机器人动力学特性,掌握如何利用MATLAB的Robotics工具箱进行机器人轨迹规划。这为设计实际机器人控制系统奠定了基础,并且可以作为进一步研究其他类型机器人的起点。
  • hybrid_pseudo_L.rar_飞行_混合伪谱法_
    优质
    本资源为飞行器路径规划研究提供了一种高效的算法实现方案,采用混合伪谱法进行飞行轨迹优化,旨在提升飞行任务中的性能和效率。文件包含相关代码与示例数据,适用于学术探讨及工程应用。 高超声速飞行器上升轨迹优化计算采用勒让德伪谱法直接优化方法进行。
  • MATLAB开发-iLQGDDP
    优质
    简介:本项目采用MATLAB进行iLQG-DDP(迭代线性二次型调节器与动态规划)算法实现,专注于路径规划及轨迹优化问题的研究与应用。 在 MATLAB 开发环境中,iLQG/DDP 轨迹优化算法是一种用于解决确定性有限层最优控制问题的技术。该方法结合了迭代线性二次调节器(iLQG)与差分动态规划(DDP),旨在通过改进轨迹来提升机器人路径规划和控制系统设计的性能。 iLQG 算法采用基于动态编程的方法,通过反复迭代逐步优化控制器的设计。每次迭代中,它将非线性系统进行线性化,并解决一个二次规划问题以获取近似的最优控制输入。这种方法的优点在于能够处理复杂的非线性动力学系统,同时保持计算效率。 DDP(Differential Dynamic Programming)则是一种动态规划技术,通过求解系统的二次型贝尔曼方程来寻找最优的控制策略。它通过对状态转移方程进行二阶泰勒展开,将原问题转化为一系列局部线性的子问题,并解决这些子问题以找到其最优解。DDP 的优势在于能够精确捕捉到控制系统中的局部优化特性。 在提供的文件列表中,包含以下关键内容: 1. `iLQG.m`:实现 iLQG 算法的核心代码,可能包括初始化、线性化和二次规划求解等步骤的函数。 2. `demo_car.m`:一个关于汽车模型的示例程序,展示了如何使用 iLQG/DDP 方法优化车辆行驶轨迹或控制性能。 3. `boxQP.m`:解决带边界限制条件下的二次规划问题(Quadratic Programming with Box Constraints)的函数,确保控制信号在合理范围内操作。 4. `demo_linear.m`:一个线性系统的演示程序,展示了 iLQG/DDP 在简单系统中的应用情况,有助于理解算法的基本工作原理。 5. `license.txt`:包含软件使用条款和版权信息。 为了掌握并有效运用 iLQG/DDP 轨迹优化技术,你需要熟悉以下内容: - 非线性动态系统的概念基础及状态空间模型、动力学方程等知识; - 二次规划(Quadratic Programming, QP)的基本理论; - 线性化方法如泰勒级数展开的使用技巧; - 动态编程的核心原理,特别是贝尔曼方程和价值迭代的应用; - 控制理论中的 LQR(Linear Quadratic Regulator),它是 iLQG 的基础; - MATLAB 编程技能。 通过深入理解这些概念并实际操作提供的示例文件,你将能够掌握 iLQG/DDP 算法,并将其应用于各种轨迹优化问题中。这不仅对学术研究有帮助,也适用于控制工程、机器人学和自动化等工业领域中的应用需求。
  • 工业六轴关节
    优质
    本文探讨了针对工业六轴机器人的关节运动路径优化方法,旨在提高其操作效率和精度。通过分析现有技术瓶颈,提出创新算法以实现更流畅、高效的作业流程。 工业六轴机器人关节轨迹优化(时间和能耗双目标),包含MATLAB源码及5个文件,下载完整包后方可运行。
  • Simulink仿真
    优质
    Simulink轨迹生成器仿真是一款用于设计和测试动态系统路径规划的应用程序。利用此工具,用户可以创建复杂的运动轨迹,并在虚拟环境中进行详细的性能评估与优化。 使用Simulink仿真轨迹发生器,轨迹和角速度都采用正弦机动方式。