addBody

로봇에 바디 추가

구문

addBody(robot,body,parentname)

설명

addBody(robot,body,parentname)은 강체를 로봇 객체에 추가하고 parentname으로 지정된 강체 부모에 연결합니다. body 속성은 해당 바디가 부모를 기준으로 움직이는 방식을 정의합니다.

예제

강체 트리에 강체와 조인트 연결하기

강체 트리에 강체와 해당 조인트를 추가합니다. 각 rigidBody 객체는 rigidBodyJoint 객체를 포함하며 addBody를 사용하여 rigidBodyTree에 추가되어야 합니다.

강체 트리를 만듭니다.

rbtree = rigidBodyTree;

고유한 이름을 가진 강체를 만듭니다.

body1 = rigidBody('b1');

회전 조인트를 만듭니다. 기본적으로 rigidBody 객체에는 고정 조인트가 포함되어 있습니다. body1.Joint 속성에 새 rigidBodyJoint 객체를 할당하여 조인트를 바꿉니다.

jnt1 = rigidBodyJoint('jnt1','revolute');
body1.Joint = jnt1;

강체를 트리에 추가합니다. 강체를 연결할 바디 이름을 지정합니다. 이 바디가 첫 번째 바디이므로 트리의 베이스 이름을 사용합니다.

basename = rbtree.BaseName;
addBody(rbtree,body1,basename)

트리에서 showdetails를 사용하여 강체와 조인트가 제대로 추가되었는지 확인합니다.

showdetails(rbtree)

--------------------
Robot: (1 bodies)

 Idx    Body Name   Joint Name   Joint Type    Parent Name(Idx)   Children Name(s)
 ---    ---------   ----------   ----------    ----------------   ----------------
   1           b1         jnt1     revolute             base(0)   
--------------------

Denavit-Hartenberg 파라미터를 사용하여 매니퓰레이터 로봇 빌드하기

Puma560® 로봇의 DH(Denavit-Hartenberg) 파라미터를 사용하여 로봇을 빌드합니다. 각 강체는 한 번에 하나씩 추가되며, joint 객체로 자식-부모 변환이 지정됩니다.

DH 파라미터는 각 강체가 부모에 연결되는 관계를 나타내는 로봇의 기하를 정의합니다. 편의를 위해 Puma560 로봇의 파라미터를 행렬로 설정합니다[1]. Puma 로봇은 직렬 체인 매니퓰레이터입니다. DH 파라미터는 이전 조인트 연결에 해당하는 행렬의 이전 행을 기준으로 합니다.

dhparams = [0   	pi/2	0   	0;
            0.4318	0       0       0
            0.0203	-pi/2	0.15005	0;
            0   	pi/2	0.4318	0;
            0       -pi/2	0   	0;
            0       0       0       0];

로봇을 빌드할 강체 트리 객체를 만듭니다.

robot = rigidBodyTree;

첫 번째 강체를 만들고 로봇에 추가합니다. 강체를 추가하려면 다음을 수행하십시오.

1. rigidBody 객체를 만들고 고유한 이름을 지정합니다.

2. rigidBodyJoint 객체를 만들고 고유한 이름을 지정합니다.

3. setFixedTransform으로 DH 파라미터를 사용하여 바디-바디 변환을 지정합니다. DH 파라미터의 마지막 요소인 theta의 경우 이에 해당하는 각도는 조인트 위치에 따라 달라지므로 무시됩니다.

4. addBody를 호출하여 로봇의 베이스 프레임에 첫 번째 바디 조인트를 연결합니다.

body1 = rigidBody('body1');
jnt1 = rigidBodyJoint('jnt1','revolute');

setFixedTransform(jnt1,dhparams(1,:),'dh');
body1.Joint = jnt1;

addBody(robot,body1,'base')

나머지 강체를 만들고 로봇에 추가합니다. addBody 호출하여 연결할 때 이전 바디 이름을 지정합니다. 각 고정 변환은 이전 조인트 좌표 프레임을 기준으로 합니다.

body2 = rigidBody('body2');
jnt2 = rigidBodyJoint('jnt2','revolute');
body3 = rigidBody('body3');
jnt3 = rigidBodyJoint('jnt3','revolute');
body4 = rigidBody('body4');
jnt4 = rigidBodyJoint('jnt4','revolute');
body5 = rigidBody('body5');
jnt5 = rigidBodyJoint('jnt5','revolute');
body6 = rigidBody('body6');
jnt6 = rigidBodyJoint('jnt6','revolute');

setFixedTransform(jnt2,dhparams(2,:),'dh');
setFixedTransform(jnt3,dhparams(3,:),'dh');
setFixedTransform(jnt4,dhparams(4,:),'dh');
setFixedTransform(jnt5,dhparams(5,:),'dh');
setFixedTransform(jnt6,dhparams(6,:),'dh');

body2.Joint = jnt2;
body3.Joint = jnt3;
body4.Joint = jnt4;
body5.Joint = jnt5;
body6.Joint = jnt6;

addBody(robot,body2,'body1')
addBody(robot,body3,'body2')
addBody(robot,body4,'body3')
addBody(robot,body5,'body4')
addBody(robot,body6,'body5')

showdetails 함수 또는 show 함수를 사용하여 로봇이 올바르게 빌드되었는지 확인합니다. showdetails 함수는 MATLAB® 명령 창에 모든 바디를 나열합니다. show 함수는 주어진 컨피규레이션에서의(기본적으로 홈 컨피규레이션) 로봇을 표시합니다. axis 호출로 축 제한을 수정하고 축 레이블을 숨깁니다.

showdetails(robot)

--------------------
Robot: (6 bodies)

 Idx    Body Name   Joint Name   Joint Type    Parent Name(Idx)   Children Name(s)
 ---    ---------   ----------   ----------    ----------------   ----------------
   1        body1         jnt1     revolute             base(0)   body2(2)  
   2        body2         jnt2     revolute            body1(1)   body3(3)  
   3        body3         jnt3     revolute            body2(2)   body4(4)  
   4        body4         jnt4     revolute            body3(3)   body5(5)  
   5        body5         jnt5     revolute            body4(4)   body6(6)  
   6        body6         jnt6     revolute            body5(5)   
--------------------

show(robot);
axis([-0.5,0.5,-0.5,0.5,-0.5,0.5])
axis off

참고 문헌

[1] Corke, P. I., and B. Armstrong-Helouvry. “A Search for Consensus among Model Parameters Reported for the PUMA 560 Robot.” Proceedings of the 1994 IEEE International Conference on Robotics and Automation, IEEE Computer. Soc. Press, 1994, pp. 1608–13. DOI.org (Crossref), doi:10.1109/ROBOT.1994.351360.

로봇 강체 트리 모델 수정하기

기존 rigidBodyTree 객체를 변경합니다. 강체 트리에서 조인트, 바디, 하위 트리를 바꿀 수 있습니다.

예제 로봇을 rigidBodyTree 객체로 불러옵니다.

load exampleRobots.mat

showdetails를 사용하여 Puma 로봇의 세부 정보를 봅니다.

showdetails(puma1)

--------------------
Robot: (6 bodies)

 Idx    Body Name   Joint Name   Joint Type    Parent Name(Idx)   Children Name(s)
 ---    ---------   ----------   ----------    ----------------   ----------------
   1           L1         jnt1     revolute             base(0)   L2(2)  
   2           L2         jnt2     revolute               L1(1)   L3(3)  
   3           L3         jnt3     revolute               L2(2)   L4(4)  
   4           L4         jnt4     revolute               L3(3)   L5(5)  
   5           L5         jnt5     revolute               L4(4)   L6(6)  
   6           L6         jnt6     revolute               L5(5)   
--------------------

속성을 검사하기 위해 특정 바디를 가져옵니다. L3 바디의 자식은 L4 바디뿐입니다. 특정 바디도 복사할 수 있습니다.

body3 = getBody(puma1,'L3');
childBody = body3.Children{1}

childBody = 
  rigidBody with properties:

            Name: 'L4'
           Joint: [1x1 rigidBodyJoint]
            Mass: 1
    CenterOfMass: [0 0 0]
         Inertia: [1 1 1 0 0 0]
          Parent: [1x1 rigidBody]
        Children: {[1x1 rigidBody]}
         Visuals: {}
      Collisions: {}

body3Copy = copy(body3);

L3 바디의 조인트를 바꿉니다. 다운스트림 바디의 기하 도형이 영향을 받지 않도록 하려면 새 Joint 객체를 만들고 replaceJoint를 사용해야 합니다. 바디 간의 변환을 정의하기 위해 필요한 경우 디폴트 단위 행렬을 사용하는 대신 setFixedTransform을 호출합니다.

newJoint = rigidBodyJoint('prismatic');
replaceJoint(puma1,'L3',newJoint);

showdetails(puma1)

--------------------
Robot: (6 bodies)

 Idx    Body Name       Joint Name       Joint Type    Parent Name(Idx)   Children Name(s)
 ---    ---------       ----------       ----------    ----------------   ----------------
   1           L1             jnt1         revolute             base(0)   L2(2)  
   2           L2             jnt2         revolute               L1(1)   L3(3)  
   3           L3        prismatic            fixed               L2(2)   L4(4)  
   4           L4             jnt4         revolute               L3(3)   L5(5)  
   5           L5             jnt5         revolute               L4(4)   L6(6)  
   6           L6             jnt6         revolute               L5(5)   
--------------------

removeBody를 사용하여 전체 바디를 제거하고, 결과로 생성된 하위 트리를 가져옵니다. 제거된 바디는 하위 트리에 포함됩니다.

subtree = removeBody(puma1,'L4')

subtree = 
  rigidBodyTree with properties:

     NumBodies: 3
        Bodies: {[1x1 rigidBody]  [1x1 rigidBody]  [1x1 rigidBody]}
          Base: [1x1 rigidBody]
     BodyNames: {'L4'  'L5'  'L6'}
      BaseName: 'L3'
       Gravity: [0 0 0]
    DataFormat: 'struct'

수정된 L3 바디를 제거합니다. 복사한 원래 L3 바디를 L2 바디에 추가한 다음 반환된 하위 트리를 추가합니다. 로봇 모델은 동일하게 유지됩니다. 자세한 비교는 showdetails를 통해 확인하십시오.

removeBody(puma1,'L3');
addBody(puma1,body3Copy,'L2')
addSubtree(puma1,'L3',subtree)

showdetails(puma1)

--------------------
Robot: (6 bodies)

 Idx    Body Name   Joint Name   Joint Type    Parent Name(Idx)   Children Name(s)
 ---    ---------   ----------   ----------    ----------------   ----------------
   1           L1         jnt1     revolute             base(0)   L2(2)  
   2           L2         jnt2     revolute               L1(1)   L3(3)  
   3           L3         jnt3     revolute               L2(2)   L4(4)  
   4           L4         jnt4     revolute               L3(3)   L5(5)  
   5           L5         jnt5     revolute               L4(4)   L6(6)  
   6           L6         jnt6     revolute               L5(5)   
--------------------

입력 인수

robot — 로봇 모델

rigidBodyTree 객체

로봇 모델로, rigidBodyTree 객체로 지정됩니다.

body — 강체

rigidBody 객체

강체로, rigidBody 객체로 지정됩니다.

parentname — 부모 바디 이름

string형 스칼라 | 문자형 벡터

부모 바디 이름으로, string형 스칼라 또는 문자형 벡터로 지정됩니다. 부모 바디는 로봇 모델에 이미 존재해야 합니다. 새 바디는 이 부모 바디에 연결됩니다.

데이터형: char | string

확장 기능

C/C++ 코드 생성

MATLAB® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

사용법 관련 참고 사항 및 제한 사항:

rigidBodyTree 객체를 만들 때 MaxNumBodies로 로봇 모델에 추가할 수 있는 바디의 상한을 지정하는 구문을 사용하십시오. 또한 DataFormat 속성을 이름-값 쌍으로 지정해야 합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

robot = rigidBodyTree("MaxNumBodies",15,"DataFormat","row")

데이터 사용량을 최소화하기 위해 모델에서 예상되는 바디 개수에 가까운 수로 상한을 설정하십시오. 코드 생성 시 모든 데이터 형식이 지원됩니다. 동역학 함수를 사용하기 위해 데이터 형식을 "row" 또는 "column"으로 설정해야 합니다.

show 및 showdetails는 코드 생성을 지원하지 않습니다.

버전 내역

R2016b에 개발됨

참고 항목

rigidBodyJoint | rigidBody | removeBody | replaceBody

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