Denavit-Hartenberg表現を使用する利点は何ですか?


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キネマティックチェーンをモデリングし、特に各ボディにアタッチされたフレームを定義する場合、一般的にDenavit-Hartenbergパラメータを使用します

この表現の利点は何ですか?

正規化された表現を持つことの興味を理解できますが、アルゴリズムのパフォーマンスに影響しますか?アルゴリズムを実装するのは簡単ではありません。たとえば、これはURDFなどの多くのロボット形式で行われるように、参照フレームを手で(つまり任意に)修正するだけでなく、これからどのような利益を期待できます

回答:


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実際に非常に役立つ行列乗算の合成として最終結果を取得することを除いて、DH規則の1つの重要な側面は、各リンクについてのみ4つの変数(つまり、リンク長、ツイスト、オフセット、および関節角度)、正規6(つまり、並進の場合は3、回転の場合は3)の代わりに。

要約すると、DHでは指定された標準に準拠した後続の参照フレームの位置を簡単に割り当てることができるので、表現を圧縮できます。たとえば、7自由度を備えた擬人化マニピュレータの場合、 7 * 6 = 42の代わりに、7 * 4 = 28の独立変数/パラメーターを処理します。


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私はこれが重要な要素であると信じています:

この規則では、座標フレームは2つのリンク間のジョイントにアタッチされ、1つの変換はジョイント[Z]に関連付けられ、2番目の変換はリンク[X]に関連付けられます。n個のリンクで構成されるシリアルロボットに沿った座標変換は、ロボットの運動学方程式を形成します。

[T] = [Z1] [X1] [Z2] [X2] ... [X(n-1)] [Zn]

ここで、[T]はエンドリンクを特定する変換です。

つまり、直列に接続されたリンクから変換を取得するには、基本的なジオメトリを使用してすべてを手動で計算するよりもはるかに簡単に記述および操作しやすい変換行列を乗算します。

よろしく


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指数積(POE)と呼ばれる別の表現があります。これもこれを実行しますが、はるかに直感的です。DHの問題は、各ジョイントの座標系を厳密に(ただし、常に一意ではない)制約することです。これは、多くの場合、自然に選択するものと一致しません。POEでは、座標系を任意に設定できるため、エンジニアは最も自然な座標系を選択できます。
ryan0270 2014

それでも、たとえばURDFでは、回転する軸を中心に定義するので、選択した回転軸に応じて、基本的に(回転ジョイントの場合)3つの行列があります。そして、あなたはあなたが望む場所にあなたのフレームを配置できるようにする前/後の静的な変換があります...モデルのより多くのパラメーター(それが現代のコンピューターに影響を与えるようなものではない)とより多くの柔軟性、いいえ?私が目にする唯一の関心は、キネマティックキャリブレーションです(ここでは、パラメータを少なくすることが重要です)
Thomas Moulard

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さらに、DHパラメータを他の人に渡した場合、それらはあなたが定義したものと同じ座標系を導出することが保証されています。
Andrew Capodieci 2014

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それは、ジョイントnとジョイントn-1の座標フレーム間の変換を他の誰かに渡すことと同じです。DHパラメータである必要はありません。
ryan0270 2014
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