【図解】順運動学【概要】

【図解】順運動学【概要】

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事前に必要な知識(見ておいた方が良い記事):特になし

順運動学とは

順運動学とは,あるロボットアームにおいて

🔍
「各関節の角度^1」から「エンドエフェクタ^2の位置,姿勢」を求める

問題になります^3

例えば下図のような平面2自由度ロボットアームの場合

  • 「リンク1の角度θ1\theta_1」と「リンク2の角度θ2\theta_2

が決まれば

  • 「エンドエフェクタの位置(x,y)(x,y)

が求められます.

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順運動学の解法

順運動学により「エンドエフェクタの位置,姿勢」を求める解法には,以下の2種類が存在します.

各解法については,説明が長くなるのでそれぞれ別記事で説明します.

  1. 三角関数を用いて図的に求める方法(初めて勉強する方はこちらの方が理解しやすいと思います)
  2. 同次変換行列を用いて求める方法

最後に

ロボットにおける順運動学の概要について説明しました.

しかし,実際にロボットを制御する場面を想像してみるとロボットアームを利用するときは

「各関節の変位」から「エンドエフェクタの位置・姿勢」を求めたい場面(順運動学)

よりも

「エンドエフェクタの位置・姿勢」から「各関節の変位」を求めたい場面

の方が多いと思います.

例えば, 「地点Aにあるペットボトルをエンドエフェクタで掴みたい!」 と言った場合は,

「地点A(エンドエフェクタの位置・姿勢)」がわかった状態で「各関節の変位」を求める

必要があります.

このように,順運動学とは逆に「エンドエフェクタの位置・姿勢」から「各関節の変位」を求める問題を

  • 逆運動学

と言います.

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逆運動学に関しても,今後記事にしていく予定(作成出来次第この記事にlinkも追加します)ですので,しばらくお待ちください. (逆運動学を求める際には,順運動学の知識も必要になるため,「順運動学については知らなくてもOK」という訳ではないのでお気をつけください.)

以上で,順運動学の説明は終わりになります.ロボティクスに興味のある方のお役に少しでも立てたら幸いです.