逆运动学API

ABB机器人控制器提供了CalcJointT函数用于逆运动学计算。该函数用于计算来自指定robtarget数据的机器臂轴和外轴的接头角。

CalcJointT函数：

CalcJointT（Calculate Joint Target）函数能够根据指定的robtarget数据计算出机器人各轴的关节角度。该函数在计算过程中需要考虑Tool、WObj等相关参数的规定。在有效程序位移（ProgDisp）和外轴偏移量（EOffs）执行期间，应使用相同的坐标系指定输入robtarget数据。计算完成后，返回的jointtarget数据以校准坐标系表示。

在MultiMove应用类型与协调工件形成协调或同步协调模式时，如果工件通过位于另一程序任务中的机械单元来移动，在特定情况下不应使用CalcJointT函数。这些情况包括：在计算当前用户坐标系中使用由机械臂单元所移动的已协调工件的当前位置、位于另一程序任务中的机械单元静止不动，以及使用参数\UseCurWObjPos时。

函数的返回值为jointtarget数据类型，包含有关臂侧上机械臂各轴的角度（以度计），有关外轴的值（线性轴以mm计，旋转轴以度计）。返回值始终与校准位置相关。

CalcJointT函数的语法为：

程序执行：

根据输入Robtarget，计算返回的jointtarget。如果使用参数\UseCurWObjPos，则所用位置来自用于控制用户坐标系的机械单元的当前位置。为计算机械臂接头角，应考虑选定的Tool、WObj（包括协调的用户坐标系），以及在执行期间有效的ProgDisp。为计算执行期间的外轴位置，应考虑有效的工具EOffs。

计算始终根据输入robtarget数据中的指定配置数据来选择机械臂配置。指令ConfL和ConfJ不会影响该计算原则。当使用腕奇异点时，将机械臂轴4设置为0度。

如果在机器人位置得以储存时，存在任何有效的程序位移（ProgDisp）和/或外轴偏移量（BOEEs），则在执行CalcJointT时，相同的程序位移和/或外轴偏移量必须有效。

限制：

如果使用协调坐标系，则在使用CalcJointT时，必须拥有协调的单元。

在执行CalcJointT时，当TCP和协调相关的位置时，通常必须确保用于控制工件中用户坐标系的机械单元可用。

CalcJointT通常使用来自RAPID程序的robtarget、tooldata和wobjdata，以计算jointtarget。对于协调的工件，将机械单元位置作为robtarget中的外轴位置，但如果机械单元由于另一个程序任务（MultiMove系统）控制，或者机械单元并非由控制系统（传送带）控制，则除外。针对除传送带外的MultiMove系统，如果机械单元在CalcJointT执行期间静止不动，则可以使用参数\UseCurwObjPos。

FANUC机器人控制器提供了POS2JOINT内置函数用于逆运动学计算。该例程用于通过调用逆运动学例程将笛卡尔位置（in_pos）转换为关节角度（out_jnt）。

POS2JOINT函数的语法为：

该函数属于%ENVIRONMENT Group的MOTN环境组。

YASKAWA机器人控制器提供了mpConvCartPosToAxes函数将指定的控制组的正交坐标位置（机器人坐标系）转换到角度位置。

mpConvCartPosToAxes函数的语法为：

KUKA机器人控制器提供了Inverse功能函数进行逆运动学计算。该函数从一个笛卡尔位置用附加轴角度计算合适的机器人轴角度。在此不必为笛卡尔位置指定状态和转角值。

功能Inverse可用于以PTP接近在细玛块时计算所得的点。用该功能可以检查转角值的有效性并在需要时在目标点上进行调整。

Inverse函数的语法为：

ROKAE机器人控制器提供了CalcJointT函数根据指定的robtarget变量计算对应的关节角度。该函数返回输入位置对应的关节角度和外部轴位置。关节角度的单位是度（Degree），直线外部轴的单位是毫米（mm），旋转外部轴的单位是度（Degree）。

该函数的定义格式为：

即Universal Robot，控制器提供了get_inverse_kin函数来计算逆运动学变换（工具空间到关节空间）。如果定义了qnear，将返回最接近qnear的解。否则，返回最接近当前关节位置的解。如果没有提供tcp，将使用控制器当前活动的tcp。

函数返回值为关节位置。示例命令为：

示例参数：x = p[.1, .2, .2, 0, 3.14, 0]表示位置为x=100mm、y=200mm、z=200mm，旋转向量为rx=0度、ry=180度、rz=0度的姿态。qnear = [0., 3.14, 1.57, .785, 0, 0]表示解应接近关节角度j0=0度、j1=180度、j2=90度、j3=45度、j4=0度、j5=0度。maxPositionError默认为1e-10米，maxOrientationError默认为1e-10弧度。

PEITIAN机器人控制器同样提供了相应的逆运动学计算功能。其frame结构体类型包含了位置和姿态信息的完整描述。

getjoint函数：

getjoint函数用于获取某个TCP位姿对应的机器人轴位置，即运动学逆解。函数原型为：

该函数返回joint类型，返回对应的机器人轴位置信息。

使用示例：

pose结构体包含位置和配置信息：

ELITE机器人控制器提供了get_inv_kinematics函数进行逆运动学计算。该函数能够根据目标点位姿和参考点关节角度计算出目标点的关节角度。

逆解函数get_inv_kinematics：

函数语法为：

参数说明：var1为pose类型的目标点位姿；var2为joint类型的参考点关节角度，参考点需接近目标点。若不写则视为参考当前点。函数返回逆解结果空或者table:joint类型的目标点关节角度。

使用示例：

正解函数get_fwd_kinematics：

ELITE还提供了正解函数get_fwd_kinematics用于正运动学计算：

参数var1为joint类型的目标点关节角度。函数返回正解结果或者table:pose类型的目标点位姿。

使用示例：

数据结构说明：pose={x,y,z,rx,ry,rz} size为6的数组；joint={j1,j2,j3,j4,j5,j6,j7,j8} size为6~8的数组。