Pinocchio导入URDF关节为continuous的问题及详细解释

视频讲解:

Pinocchio导入URDF关节为continuous的问题及详细解释

仓库地址:GitHub - LitchiCheng/mujoco-learning

问题背景:打算测试将之前的panda的urdf换成so-arm100的urdf,发现pinocchio的代码不能用,很奇怪,按照道理都是参数,应该可以直接复用,通过排查,发现时model.nq数量发生了变化,pyroboplan的代码在进行ik时直接越界了

复制代码
   <joint
    name="Shoulder_Rotation"
    type="continuous">
    <origin
      xyz="0 -0.0452 0.0181"
      rpy="1.5708 0 1.5708" />
    <parent
      link="Base" />
    <child
      link="Shoulder_Rotation_Pitch" />
    <axis
      xyz="0 1 0" />
  </joint>

进一步排查:

1.打印panda的model.nq发现和urdf中的关节数量一致,其type为revolute

2.打印so-arm100的model.nq发现比urdf中的joint多了一倍,其type为continuous

通过查看pinocchio的issues,发现如下两个解释:

Continuous joint in URDF adds 2 elements to the configuration space · Issue #794 · stack-of-tasks/pinocchio · GitHub

lowerPositionLimit and upperPositionLimit in pinocchio::Model have unexpected dimensions for unbounded joints - how to read them correctly? · Issue #777 · stack-of-tasks/pinocchio · GitHub

但实际上还没没有讲得很清楚为什么continous类型的joint的nq为2,这里进行探究:

URDF的continuous joint:本质也是一种无旋转角度限制的旋转关节(unbounded revolute joint),理论上应使用单个角度参数θ描述其状态就够了,但是为什么需要用两个,这就要反过来思考了,首先1个配置空间的维度能不能用来描述continuous类型关节对应物理位置,肯定是够了,但会出现一种情况,如关节在θ时和θ+2Π实际上物理位置一致,有无数个数值对应同样的物理位置,对于优化、求解问题来说时冗余的

所以用从如下两个角度可以理解cosθ, sinθ的好处:

1.一个数值对对应了一个物理状态,避免求解的冗余问题

2.cosθ和sinθ避免2Π到0的跳跃

下面用python代码来做一个验证

复制代码
import math
# 定义角度
angles = [170, -190, 180, -180, 180, 540]

# 遍历角度列表
for theta in angles:
    # 将角度转换为弧度
    theta_rad = math.radians(theta)
    # 计算 cos 和 sin 值
    cos_theta = math.cos(theta_rad)
    sin_theta = math.sin(theta_rad)
    # 输出结果
    print(f"当 theta = {theta} 度时:")
    print(f"cos(theta) = {cos_theta}")
    print(f"sin(theta) = {sin_theta}")
    print()

可以看到三种情况下数值对均一致

1.170和反方向

2.180°和反向180

3.180和多转一圈

相关推荐
米小虾9 分钟前
你的 harness 技巧有保质期:176 组对照实验显示,上下文管理的收益从 35.7 分跌到 2.7 分
人工智能·agent
飞哥数智坊9 分钟前
一个周末,6个项目,我第一次感觉 AI 编程真的进入了新阶段
人工智能·ai编程
AOI小白新手上路10 分钟前
秦方方 2025《基于深度学习的单幅图像去雨算法研究与应用》( 河南理工硕士论文)蒸馏文档
人工智能
米小虾12 分钟前
一周 AI 观察(9.15–9.21):同一个星期里,token 有了官方标准,Gemini 进了三家真实公司,TPU 变成了抵押品
人工智能
冬奇Lab13 分钟前
LLM 自动化测试系列(01):为什么测试是 LLM 落地的新战场
人工智能
冬奇Lab21 分钟前
一天一个开源项目(第224篇):ARTEMIS —— 谷歌开源的移动端 AI 自动化框架,让 AI 助手像人一样操作手机
人工智能·开源·测试
蓝速科技42 分钟前
会议室门牌公告通知发布选型与落地指南丨蓝速科技
大数据·运维·数据库·人工智能·科技
数数科技的数据干货1 小时前
把数据工作交给Agent,从 AE-CLI 开始
人工智能
stormzhangV1 小时前
别吹 Jev 了
人工智能·aigc·ai编程
MobotStone1 小时前
AI 现状:哪怕只回答一个“是”或“否”,大模型背后的“算力”也一点没省
人工智能