centerOfMass

질량 중심 위치와 야코비 행렬

구문

com = centerOfMass(robot)

com = centerOfMass(robot,configuration)

설명

com = centerOfMass(robot)은 베이스 프레임을 기준으로 하여, 홈 컨피규레이션에서의 로봇 모델의 질량 중심 위치를 계산합니다.

com = centerOfMass(robot,configuration)은 베이스 프레임을 기준으로 하여, 지정된 조인트 컨피규레이션에서의 로봇 모델의 질량 중심 위치를 계산합니다.

[com,comJac] = centerOfMass(robot,configuration)은 조인트 속도와 질량 중심 속도 간의 관계를 나타내는 질량 중심 야코비 행렬도 반환합니다.

예제

로봇 컨피규레이션에 대해 질량 중심 및 야코비 행렬 계산하기

Robotics System Toolbox™ loadrobot으로 KUKA LBR iiwa 로봇 모델을 불러옵니다. 이 모델은 rigidBodyTree 객체로 지정됩니다.

lbr = loadrobot("kukaIiwa14")

lbr = 
  rigidBodyTree with properties:

     NumBodies: 10
        Bodies: {[1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]  [1×1 rigidBody]}
          Base: [1×1 rigidBody]
     BodyNames: {'iiwa_link_0'  'iiwa_link_1'  'iiwa_link_2'  'iiwa_link_3'  'iiwa_link_4'  'iiwa_link_5'  'iiwa_link_6'  'iiwa_link_7'  'iiwa_link_ee'  'iiwa_link_ee_kuka'}
      BaseName: 'world'
       Gravity: [0 0 0]
    DataFormat: 'struct'
    FrameNames: {'world'  'iiwa_link_0'  'iiwa_link_1'  'iiwa_link_2'  'iiwa_link_3'  'iiwa_link_4'  'iiwa_link_5'  'iiwa_link_6'  'iiwa_link_7'  'iiwa_link_ee'  'iiwa_link_ee_kuka'}

데이터 형식을 "row"로 설정합니다. 모든 동역학 계산에서 데이터 형식은 "row" 또는 "column"이어야 합니다.

lbr.DataFormat = "row";

로봇의 홈 컨피규레이션에서 질량 중심 위치와 야코비 행렬을 계산합니다.

[comLocation,comJac] = centerOfMass(lbr);
show(lbr);
hold on
plot3(comLocation(1),comLocation(2),comLocation(3),Marker="x",MarkerSize=30,LineWidth=5);
hold off

입력 인수

robot — 로봇 모델

rigidBodyTree 객체

로봇 모델로, rigidBodyTree 객체로 지정됩니다. centerOfMass 함수를 사용하기 위해 DataFormat 속성을 'row' 또는 'column'으로 설정합니다.

configuration — 로봇 컨피규레이션

벡터

로봇 컨피규레이션으로, 로봇 모델의 모든 비고정 조인트에 대한 위치 값을 나타내는 벡터로 지정됩니다. homeConfiguration(robot), randomConfiguration(robot)을 사용하거나 조인트 위치를 직접 지정하여 컨피규레이션을 생성할 수 있습니다. 벡터 형식의 configuration을 사용하려면 robot의 DataFormat 속성을 'row' 또는 'column'으로 설정합니다.

출력 인수

com — 질량 중심 위치

[x y z] 벡터

질량 중심 위치로, [x y z] 벡터로 반환됩니다. 이 벡터는 바디 프레임을 기준으로 지정된 configuration에 대한 질량 중심 위치를 설명합니다(단위: 미터).

comJac — 질량 중심 야코비 행렬

3×n 행렬

질량 중심 야코비 행렬로, 3×n 행렬로 반환됩니다. 여기서 n은 로봇 속도 자유도입니다.

참고 문헌

[1] Featherstone, Roy. Rigid Body Dynamics Algorithms. Springer US, 2008. DOI.org (Crossref), doi:10.1007/978-1-4899-7560-7.

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

R2017a에 개발됨

R2024a: 정적 메모리 할당 지원

centerOfMass 함수는 이제 동적 메모리 할당 비활성화를 통한 코드 생성을 지원합니다. 동적 메모리 할당 비활성화에 대한 자세한 내용은 Set Dynamic Memory Allocation Threshold (MATLAB Coder) 항목을 참조하십시오.

참고 항목

rigidBodyTree | massMatrix | velocityProduct | gravityTorque

도움말 항목

• 로봇 동역학