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
龍德明宇2 分钟前
裁断为什么没有变便宜-龍德明宇
人工智能·大语言模型llm·负主体性·ai存在论
Ai-_Man5 分钟前
您您这可以把Google AI Studio的多个会话比如说。左侧的多个会话一次性导出吗?不是单条会话里面的多次会对话。AI导出鸭
javascript·人工智能·ai·小程序·电脑
丁兰子8 分钟前
OpenVLA 模型详解
人工智能
Martina_03219 分钟前
AI生成3D场景第一次进入总卡一下?用6步排查Shader编译、纹理上传与预加载
图像处理·人工智能·游戏·3d·ai·自然语言处理·游戏策划
DP DPharness9 分钟前
dsh-univer-office 报错了?按这个顺序排查
人工智能·dpharness
正经教主11 分钟前
【FDE系列】阶段3:Day 57:Promptfoo 实战 — A/B 对比让数据说话
人工智能·fde
YOLO_DATA16 分钟前
YOLO27防震锤缺陷检测数据集 防震锤数据集 1000张 防震锤 带标注 voc yolo 2 类 目标检测
人工智能·深度学习·yolo·目标检测·计算机视觉·数据集·无人机
张彦峰ZYF21 分钟前
Agent规模化治理与持续运营:从“几十个智能体”迈向企业级控制平面
人工智能·agent·agent registry
沉默王二22 分钟前
31岁罗福莉,晋升小米最高职级22级
人工智能·openai·agent
delishcomcn23 分钟前
当热烫金膜分切机遇上AI:分切进入智控时代
人工智能·热烫金膜·分切机