齊次變換矩陣dh法的意義是什麼?

時間 2021-05-14 18:27:23

1樓:他鄉客

描述任意兩個座標系的相對位置關係可以用齊次矩陣來描述,但齊次矩陣總共12個引數,表示有點繁瑣,一般用乙個平移向量外加尤拉角總共6個引數來描述。

dh法表示有兩個好處,一是通過限定z軸與x軸的位置(相當於加了兩個約束)使得兩個座標系間用4個引數就可以描述了。二是將移動副或旋轉副的運動量與dh裡的某個引數直接關聯上,比如說移動副移動了10mm,那麼dh裡的d值加上10mm就可以了(其他方式不一定可以)。

2樓:菜偉

使用DH約定建立機械臂正運動學模型,可以說是機械人學中的乙個約定俗成的標準。

機械臂上的每乙個連桿都有乙個固聯的座標系,而歐式變換(變換矩陣T)需要至少6個引數來描述,就是3個平移量和3個旋轉量。引入DH約定後,每個連桿上的座標繫在建立的過程中是有規則約束的,從前6個引數確定的變換矩陣,現在只需要4個引數。我覺得這就是DH的意義,其實不按照DH約定也是可以建立機械臂正運動學模型的。

至於齊次變換矩陣,和DH約定是沒有關係的。你可以想一下,引入齊次變換後的向量,在左乘變換矩陣的時候,3個量先做旋轉,那個多餘的1用來加上平移量。

3樓:小明工坊

先說結論,DH法的主要作用不是列寫齊次變換矩陣,而是建立關節物理模型和空間位置姿態之間的關係

我們從DH的應用來理解。在建立DH參數列並列寫了各相鄰關節的變換矩陣以後我做了什麼呢?我們先求解機械人的正逆運動學方程;看看機械人的工作空間能不能滿足我們的要求,如果不能,就要修改機械人的結構

所謂正運動學方程,就是已知關節座標,求解末端笛卡爾空間座標,逆運動學反之。對旋轉關節,關節座標是關節角,即DH引數法中的連桿轉角 ;對直線關節,關節座標為線位移,即DH引數法中的連桿偏距 。因此DH引數 和 表示了相鄰連桿間的相對位置,一旦它們確定了,連桿間的相對位置就確定了。

而另外兩個引數扭角 和長度 則表示了連桿自身的結構屬性,一旦這兩個引數確定了,連桿的形狀也就確定了。

所以,變換矩陣DH法的意義在於,建立了笛卡爾空間位置和各關節物理模型(相鄰連桿間的位置關係、連桿自身的結構屬性)之間的關係,便於機械人的設計和運動學求解。

而如果僅僅按照位移和姿態角列寫齊次變換矩陣,就只能表達基座座標系和末端座標系的位姿關係,卻脫離了機械人的本體結構引數,顯然不能達到上述目的。

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