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
AI导出鸭6 分钟前
如何让deepseek生成word文档 ?「AI 导出鸭」苹果版:从API流式解析到Pages级渲染,硬核攻克公式裂变与表格回流的终极方案。
人工智能·chatgpt·word·cocoa·ai导出鸭
涛声依旧god24 分钟前
如何打造一个 AI Agent 自动写作并一键发布技术文章的自动化系统
人工智能·ai·自动化·ai编程
AI_AGENT_DEV_AI30 分钟前
AI 自动化阅卷系统的开发
人工智能
2zcode34 分钟前
基于MATLAB车辆拥堵密度依赖的自适应交通信号控制系统
人工智能·计算机视觉·matlab
环境栈笔记44 分钟前
高性价比指纹浏览器推荐与选型:如何对照价格和实际可用功能筛选候选
前端·人工智能·后端·自动化
OpenCSG1 小时前
GPT-5.6 深夜正式上线:下一代模型能力升级,AI Agent 进入深度协作时代
人工智能·gpt
Revolution611 小时前
Agent 请求失败后,别再疯狂点击重新生成了
人工智能·claude
小宋10211 小时前
不用学算法也能玩转 AI?普通 Java 程序员转 AI 应用开发路线
java·人工智能·重构
迷茫中的自我1 小时前
KMP全栈开发:从Android到AI Agent的技术演进与实践
android·人工智能
龍德明宇1 小时前
Emu3的「阳谋」:当AI不再「看」图,它还剩下什么?-龍德明宇
人工智能·大语言模型llm·负主体性·ai存在论