rm::lpss::RobotPlanner类 参考

机器人规划模块，提供 URDF 解析、正/逆运动学求解、轨迹规划等运动学功能 更多...

#include <rmvl/lpss/robot.hpp>

rm::lpss::RobotPlanner 的协作图:

Public 成员函数
	RobotPlanner (std::string_view urdf_path, std::string_view mesh_path={})
	构造机器人规划对象
	RobotPlanner (RobotPlanner &&) noexcept
RobotPlanner &	operator= (RobotPlanner &&) noexcept
	~RobotPlanner ()
void	load (std::string_view urdf_path, std::string_view mesh_path={})
	重新加载机器人模型
void	update (const msg::JointState &joint_state)
	更新关节状态，并根据正运动学重新计算 TF 树
const msg::JointState &	joints () const noexcept
	获取当前关节状态
const msg::URDF &	urdf () const noexcept
	获取当前 URDF 消息
const msg::TF &	tf () const noexcept
	获取当前 TF 消息
msg::JointTrajectory	plan (const msg::JointState &target) const
	关节空间点到点规划
msg::JointTrajectory	plan (std::string_view frame, const msg::Pose &target) const
	笛卡尔空间点到点规划
msg::JointTrajectory	plan (std::string_view frame, const std::vector< msg::Pose > &waypoints) const
	笛卡尔空间多段途经点规划
msg::Pose	linkpose (std::string_view link_name) const
	获取指定连杆相对于基坐标系的位姿（正运动学）
void	setMaxVelocityScalingFactor (double factor)
	设置最大速度缩放因子
double	getMaxVelocityScalingFactor () const noexcept
	获取当前最大速度缩放因子
void	setMaxAccelerationScalingFactor (double factor)
	设置最大加速度缩放因子
double	getMaxAccelerationScalingFactor () const noexcept
	获取当前最大加速度缩放因子

Protected 属性
std::unique_ptr< Impl >	_impl {}

详细描述

机器人规划模块，提供 URDF 解析、正/逆运动学求解、轨迹规划等运动学功能

构造及析构函数说明

RobotPlanner() [1/2]

rm::lpss::RobotPlanner::RobotPlanner	(	std::string_view	urdf_path,
		std::string_view	mesh_path = {} )

构造机器人规划对象

构造时以零位初始化所有关节状态，并生成对应的 TF 树

参数

[in]	urdf_path	机器人 URDF 文件路径
[in]	mesh_path	机器人网格文件路径前缀（可选），一般用于解析 URDF 中的 mesh 路径

RobotPlanner() [2/2]

rm::lpss::RobotPlanner::RobotPlanner ( RobotPlanner && )

noexcept

函数调用图:

~RobotPlanner()

rm::lpss::RobotPlanner::~RobotPlanner

(

)

函数调用图:

成员函数说明

getMaxAccelerationScalingFactor()

double rm::lpss::RobotPlanner::getMaxAccelerationScalingFactor ( ) const

noexcept

获取当前最大加速度缩放因子

返回

当前加速度缩放因子

函数调用图:

getMaxVelocityScalingFactor()

double rm::lpss::RobotPlanner::getMaxVelocityScalingFactor ( ) const

noexcept

获取当前最大速度缩放因子

返回

当前速度缩放因子

函数调用图:

joints()

const msg::JointState & rm::lpss::RobotPlanner::joints ( ) const

noexcept

获取当前关节状态

返回

当前关节状态的常引用

linkpose()

msg::Pose rm::lpss::RobotPlanner::linkpose

(

std::string_view

link_name

)

const

获取指定连杆相对于基坐标系的位姿（正运动学）

参数

[in]

link_name

目标连杆名称

返回

该连杆在基坐标系下的位姿

函数调用图:

load()

void rm::lpss::RobotPlanner::load	(	std::string_view	urdf_path,
		std::string_view	mesh_path = {} )

重新加载机器人模型

解析新的 URDF 文件，重新构建运动学树，并以零位重新初始化所有关节状态和 TF 树

参数

[in]	urdf_path	机器人 URDF 文件路径
[in]	mesh_path	机器人网格文件路径前缀（可选），一般用于解析 URDF 中的 mesh 路径

函数调用图:

operator=()

RobotPlanner & rm::lpss::RobotPlanner::operator= ( RobotPlanner && )

noexcept

函数调用图:

plan() [1/3]

msg::JointTrajectory rm::lpss::RobotPlanner::plan

(

const msg::JointState &

target

)

const

关节空间点到点规划

• 已知目标关节角，从当前关节角出发，用五次多项式插值生成平滑轨迹。
• 不需要逆运动学，适合直接指定关节角度的场景。

参数

[in]

target

目标关节状态（仅使用 position 字段）

返回

关节轨迹，若关节数为 0 则返回空轨迹

函数调用图:

plan() [2/3]

msg::JointTrajectory rm::lpss::RobotPlanner::plan	(	std::string_view	frame,
		const msg::Pose &	target ) const

笛卡尔空间点到点规划

• 已知末端目标位姿，先用逆运动学（LMA 迭代）求出对应关节角，再从当前关节角出发做五次多项式插值。
• 若目标位姿超出工作空间或逆运动学不收敛，返回空轨迹。

参数

[in]	frame	目标连杆名称（末端执行器所在连杆）
[in]	target	目标位姿（位置 + 四元数姿态）

返回

关节轨迹，IK 失败或连杆不存在时返回空轨迹

函数调用图:

plan() [3/3]

msg::JointTrajectory rm::lpss::RobotPlanner::plan	(	std::string_view	frame,
		const std::vector< msg::Pose > &	waypoints ) const

笛卡尔空间多段途经点规划

• 末端依次经过多个目标位姿，对每段分别做逆运动学 + 五次多项式插值，各段轨迹首尾拼接，每段根据关节速度/加速度限制自动估算时长。
• 若某段逆运动学失败，返回已成功规划的部分轨迹。

参数

[in]	frame	目标连杆名称（末端执行器所在连杆）
[in]	waypoints	途经位姿列表，按顺序依次到达

返回

关节轨迹，连杆不存在时返回空轨迹

函数调用图:

setMaxAccelerationScalingFactor()

void rm::lpss::RobotPlanner::setMaxAccelerationScalingFactor

(

double

factor

)

设置最大加速度缩放因子

轨迹规划时所有关节的最大加速度将乘以该系数，值域 \((0,1]\)。

参数

[in]

factor

加速度缩放因子，将被截断到 \((0,1]\)范围

函数调用图:

setMaxVelocityScalingFactor()

void rm::lpss::RobotPlanner::setMaxVelocityScalingFactor

(

double

factor

)

设置最大速度缩放因子

轨迹规划时所有关节的最大速度将乘以该系数，值域 \((0,1]\)。

参数

[in]

factor

速度缩放因子，将被截断到 \((0,1]\)范围

函数调用图:

tf()

const msg::TF & rm::lpss::RobotPlanner::tf ( ) const

noexcept

获取当前 TF 消息

函数调用图:

update()

void rm::lpss::RobotPlanner::update

(

const msg::JointState &

joint_state

)

更新关节状态，并根据正运动学重新计算 TF 树

参数

[in]

joint_state

新的关节状态（名称、位置、速度、力矩）

urdf()

const msg::URDF & rm::lpss::RobotPlanner::urdf ( ) const

noexcept

获取当前 URDF 消息

函数调用图:

类成员变量说明

_impl

std::unique_ptr<Impl> rm::lpss::RobotPlanner::_impl {}

protected