Обзор методов решения обратной задачи кинематики для манипулятора с избыточностью

Авторы: Коровин О.С.
Опубликовано в выпуске: #12(77)/2022
DOI: 10.18698/2541-8009-2022-12-846
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Ключевые слова: обратная задача кинематики, избыточный манипулятор, метод «блокировки шарнира», метод псевдообратной матрицы Якоби, метод штрафных функций, метод FABRIK
Опубликовано: 22.12.2022

Статья посвящена поиску решения обратной задачи кинематики посредством различных методов. Методы, описанные в статье, можно условно подразделить на две большие группы: точные и приближенные (численные) методы. Описанные в статье методы «блокировки шарнира», псевдообратной матрицы Якоби, штрафных функций и FABRIK применяются для решения обратной задачи кинематики для манипулятора с семью степенями свободы. Также в статье приведены основные формулы, используемые для расчетов при решении обратной задачи кинематики. Сделан вывод о том, что все рассмотренные методы в равной степени могут быть использованы при решении обратной задачи кинематики.

Литература

[1] Поезжаева Е.В., Закиров Е.А., Малёв М.В. Кинематика избыточного манипулятора робота для тушения пожаров. Молодой ученый, 2015, № 23, с. 204–206. URL: https://moluch.ru/archive/103/23785/

[2] Обзор методов решения обратной задачи кинематики. pandia.ru: веб-сайт. URL: https://pandia.ru/text/80/247/55896.php (дата обращения: 29.04.2022).

[3] Зенкевич С.Л., Ющенко А.С. Основы управления манипуляционными роботами. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.

[4] Ростов Н.В. Анализ алгоритмов решения обратных задач кинематики в системах управления движения роботов. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление, 2014, № 5, с. 93–99.

[5] Дыда А.А., Оськин Д.А. Решение обратной задачи кинематики для манипуляционного робота методом штрафных функций. Фундаментальные исследования, 2015, № 11, с. 673–677.

[6] Aristidou A., Lasenby J. FABRIK: a fast, iterative solver for the Inverse Kinematics problem. Graph. Models, 2011, vol. 73, no. 5, pp. 243–260. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gmod.2011.05.003

[7] Tao S., Yang Y. Collision-free motion planning of a virtual arm based on the FABRIK algorithm. Robotica, 2017, vol. 35, no. 6, pp. 1431–1450. DOI: https://doi.org/10.1017/S0263574716000205