有些同學(xué)催我繼續(xù)做一些教程秉继，但實在是做教程太牽扯精力了，但是為了大家能夠快速入門Vrep辑鲤，我也是在克服各種困難杠茬。講完[連載 3]Vrep小車建模——matlab控制這篇教程之后宁赤，我覺得大家應(yīng)該對Vrep有了基本的認(rèn)識灯荧，但是可能對細節(jié)把握的不是非常準(zhǔn)逗载，這時候大家千萬不要急于求成，很多同學(xué)覺得啊啊啊挚躯，我會用vrep啦擦秽，就機械臂、機器人啥都上缩搅，然后面臨的問題就是仿真過程很多事情把握不住触幼，即使仿真有點樣子，也不能保證仿真結(jié)果準(zhǔn)確堂鲤。

插一句媒峡，大家做仿真的時候一定要注意仿真的目的：仿真是為了盡可能的模擬實際的狀態(tài)谅阿，使得得到的觀測數(shù)據(jù)對實際實驗具有指導(dǎo)作用酬滤。仿真并不是為了看起來像镜沽，而是要經(jīng)過合理的抽象贱田，真正的使仿真結(jié)果指導(dǎo)實際使用男摧。

這個番外教程不針對初學(xué)者！拇颅！乔询，需要一定的基礎(chǔ)，起碼你要對三個連載教程的內(nèi)容非常熟悉黄锤。當(dāng)你掌握了一定的基礎(chǔ)知識后大家可能想了解一下如何實現(xiàn)一個控制器食拜，實現(xiàn)控制、規(guī)劃等任務(wù)流强。所以這一節(jié)的番外教程主要用于給大家展示一下設(shè)計的思路呻待。

再插一句。仿真速度基本絕對了最后的成敗奏篙，舉個例子鱼冀，有個同學(xué)四處粘貼代碼千绪，一部分控制器在non-thread script實現(xiàn)，另一部分在thread script實現(xiàn)盹靴，結(jié)果thread script中各種阻塞的寫法，導(dǎo)致很簡單的功能仿真很慢梭冠，基本你最后很難仿真成功改备，因為快速的仿真意味著你調(diào)參更快，更快的看到結(jié)果反饋盐捷，明確代碼運行的時序默勾。

實在是有好多的話對大家說母剥，授人以魚不如授人以漁，所以就有了這篇习霹，給大家展示一下秦爆。

完整的代碼和例程請點擊購買。（番外類型的程序絕對物超所值）

前言

廢話少說爸吮，咱們步入正題望门。咱們這一節(jié)的內(nèi)容為將機械臂安裝在移動小車上筹误，能夠?qū)崿F(xiàn)小車移動到指定位置，機械臂能夠?qū)崿F(xiàn)抓取和放下的操作哄酝。（對應(yīng)的場景就是小車進入一個工作環(huán)境祷膳，運動到工作臺前，然后抓取相應(yīng)的物體搀军，然后再放到另一個地方），工作空間見下圖

部件組成

要求基礎(chǔ)

靈活操作平移焚刺、旋轉(zhuǎn)等门烂，明確模型樹層次結(jié)構(gòu)。（見連載0和連載1）
會使用lua腳本完成基本的控制功能匾委，能夠讀懂lua腳本程序氓润，了解常見的Regular API（見連載2）
會使用matlab與vrep連接咖气，了解常見的Remote API（見連載3）
想要研究機械臂

下面的內(nèi)容安排為：

小車移動到目標(biāo)點挖滤、目標(biāo)姿態(tài)控制算法
機械臂逆解求解
抓取過程簡述
代碼結(jié)構(gòu)

小車控制算法

在連載3中已經(jīng)給出了完整的lua控制代碼和matlab控制代碼(點擊購買)斩松，并給出了草圖。在連載3中并沒有好好講有限狀態(tài)機乳幸，這里拋磚引玉吧钧椰。
有限狀態(tài)機是嵌入式開發(fā)嫡霞、軟件開發(fā)、游戲開發(fā)常用的一種結(jié)構(gòu)养筒，在本小車控制時劃分為以下幾個狀態(tài)：

小車停止?fàn)顟B(tài)
小車開始運行端姚，先運動到目標(biāo)點的過程
小車已經(jīng)運動到目標(biāo)點，運動到目標(biāo)朝向的過程
小車運動到目標(biāo)位置和姿態(tài)兵多，處于檢測狀態(tài)。如果目標(biāo)點位置發(fā)生偏離衅斩，小車跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)2怠褐。

狀態(tài)機最重要的就是狀態(tài)的劃分和狀態(tài)的切換奈懒，這里只是引出思路，大家可以參考網(wǎng)上的材料進行學(xué)習(xí)溜畅，當(dāng)然后面如果有時間的話极祸，我會在連載教程里給出幾種狀態(tài)機的實現(xiàn)方式遥金。（自學(xué)狀態(tài)機可以學(xué)習(xí)Matlab下的Stateflow，會理解更加深刻）稿械。

如果大家跑了我在連載3中的例程會發(fā)現(xiàn)选泻，有時候會出現(xiàn)小車無法運動到目標(biāo)點的情況，而是繞目標(biāo)點進行旋轉(zhuǎn)（由于欠驅(qū)動的問題）美莫，這里我進行了改進页眯，大家可以試試，基本沒有任何問題茂嗓。

小車運動控制

QT-GUI控制臺說明

機械臂求逆解

如果你不清楚運動學(xué)逆解的話餐茵，那么你需要百度學(xué)習(xí)一下逆解的概念了，不知道逆解述吸，機械臂是沒法玩的忿族。
我這里用了vrep再帶的計算模塊，IK group蝌矛，配置的話直接看我的例程吧，具體配置過程會放到連載教程里入撒。機械臂采用的UR5隆豹，手抓采用的是RG2，抓取過程見下圖茅逮。

抓取過程（注意并不是從哪里抓起來璃赡，放到哪里判哥，而是會跟蹤放置臺子）

抓取過程簡述

通過求解逆解，得到機械臂各個關(guān)節(jié)的角度碉考，再通過vrep再帶的Reflexxes Motion Library type IV工具箱塌计，生成關(guān)節(jié)的控制指令，將手抓運動到指定位置即可侯谁。

代碼結(jié)構(gòu)

這個例程里面我使用了兩種方式實現(xiàn)锌仅，第一種方式為全部使用lua代碼，第二種方式為將一部分功能分離出matlab接口墙贱，供matlab使用热芹。
首先我用一個non-htread script實現(xiàn)了小車的運動控制功能，和QT-GUI控制臺惨撇，作為整個程序的控制中心伊脓，然后在UR5上實現(xiàn)了機械臂抓取的過程和逆解求解等（采用的是 thread script），在手抓RG2上實現(xiàn)了抓取和松開的功能串纺，通信全部采用Signal的方式丽旅。由于在UR5上采用的是 thread script，具有阻塞指令纺棺，因此，盡可能的將其功能完整封裝邪狞，不要讓non-thread 的腳本等待他執(zhí)行完祷蝌。詳細中文注釋代碼請點擊購買

文件清單.png

文件清單1.png

[番外1]Vrep小車機械臂抓取

[番外1]Vrep小車機械臂抓取

前言

小車控制算法

機械臂求逆解

抓取過程簡述

代碼結(jié)構(gòu)