一种基于FPGA的七自由度空间机械臂运动学实时解算方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的七自由度空间机械臂运动学实时解算方法。该运动学解算方法分为五个功能模块，分别是求解正余弦模块、正解模块、求解雅克比矩阵模块、求逆模块以及求解关节角速度模块。由正余弦模块计算出机械臂各关节角度的正余弦值，输入给正解模块求解齐次变换矩阵，然后在雅克比矩阵模块中，通过齐次变换矩阵计算相对于末端坐标系的雅克比矩阵的每一列，经过计算可以得到相对于基坐标系的雅克比矩阵和一个满秩方阵，输出满秩方阵给求逆模块进行求逆，当求逆运算完成以后输出给求解关节角速度模块与相对于基坐标系的雅克比矩阵的转置相乘，得到雅克比矩阵的伪逆，最后乘上末端速度得到各个关节的角速度，完成整个运动学解算。