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
方方洛1 分钟前
ray教程-01-认识Ray
人工智能·分布式·机器学习
乐橙开放平台5 分钟前
智慧连锁客流检测和离岗检测怎么对接
大数据·人工智能·笔记·物联网·自动化·音视频·智能家居
zw_onemaker_ai5 分钟前
开源一条 14 角色 AI 交付管线:从 3 个零依赖 Demo 讲起
人工智能·ai编程
xn71336 分钟前
EmbeddingGemma 2 270M 实测:278 Chunk、32 个查询与 RRF 反例
人工智能·后端·架构
微咣科技8 分钟前
2026 深圳工业机器人电池厂商巡礼:深圳市惠德技术科技,AGV 与移动装备定制锂电池供应商深度评析
科技·机器人
七牛云行业应用9 分钟前
OpenCode 报错 Rate limit exceeded:限流原因、日志定位与修复步骤(2026 年 10 月)
人工智能·github
hahaha601610 分钟前
FPGA+ARM实现AWB的全流程
人工智能·嵌入式硬件·算法·计算机视觉·fpga开发
用户9385156350712 分钟前
从 0 到 1 搭建企业级多模态 RAG 知识库:一个装修公司的 AI 落地实战
人工智能·langchain·llm
Purple Coder12 分钟前
M-H图像分析
人工智能
沛东的认知和实践16 分钟前
能增、能删,但不幂等:拆开 WeKnora 的LLMWiki知识编译——彻底搞懂LLM Wiki第二篇
人工智能