ABB是一家全球领先的工业自动化和电气设备公司,具有广泛的产品和解决方案组合。它致力于为工业客户和公共设施提供创新的技术和解决方案,以提高效率、灵活性和可持续性。
在使用ABB机器人时我们时常会碰到四元数和机器人欧拉角的转换,四元数和欧拉角是两种不同的表示机器人姿态的方法。
四元数是用四个实数表示的,即 q = [w, x, y, z],其中 w 是实部,x、y、z 是虚部。机器人的姿态可以由旋转矩阵通过四元数表示。四元数具有性能优越的插值性质和无奇异性,适用于进行机器人运动规划以及姿态控制等任务。
欧拉角由三个旋转轴组成,通常是固定顺序的旋转轴顺序,常见的有 ZYZ、ZYX 等顺序。欧拉角的表示方式比较直观,容易理解,但是在旋转过程中存在奇异性和无法描述某些特殊姿态的问题。
在ABB机器人中,通常使用四元数来表示机器人的姿态。如果需要将四元数转换为欧拉角,可以使用逆向的欧拉角转换公式。同时,ABB机器人系统中也提供了API和函数,可以直接进行四元数和欧拉角的转换。
前期参数
//前面我们需要设置一些参数
//PI
double pi = 3.14159265354;
//代表180度
double di = 180;
double roll ;
double pitch ;
//输入你们的欧拉角
double yaw;
cout << "请输入RX" << endl;
cin >> roll;
cout << "请输入RY" << endl;
cin >> pitch;
cout << "请输入RZ" << endl;
cin >> yaw;
处理算法
/下面是转换程序
roll = roll * pi / di;
pitch= pitch * pi / di;
yaw=yaw * pi / di;
double cy = cos(yaw * 0.5);
double sy = sin(yaw * 0.5);
double cp = cos(pitch * 0.5);
double sp = sin(pitch * 0.5);
double cr = cos(roll * 0.5);
double sr = sin(roll * 0.5);
double q[4];
q[0] = cy * cp * cr + sy * sp * sr;
q[1] = cy * cp * sr - sy * sp * cr;
q[2] = sy * cp * sr + cy * sp * cr;
q[3] = sy * cp * cr - cy * sp * sr;
//输出
std::cout << "q0:\n"<<q[0];
std::cout << "q1:\n"<<q[1];
std::cout << "q2:\n"<<q[2];
std::cout << "q3:\n"<<q[3];
注意输出采用的是C++方式,如需采用其他方式按其他进行设置
最后附上总体C++控制台代码
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
//前面我们需要设置一些参数
//PI
double pi = 3.14159265354;
//代表180度
double di = 180;
double roll ;
double pitch ;
//输入你们的欧拉角
double yaw;
cout << "请输入RX" << endl;
cin >> roll;
cout << "请输入RY" << endl;
cin >> pitch;
cout << "请输入RZ" << endl;
cin >> yaw;
//下面是转换程序
roll = roll * pi / di;
pitch= pitch * pi / di;
yaw=yaw * pi / di;
double cy = cos(yaw * 0.5);
double sy = sin(yaw * 0.5);
double cp = cos(pitch * 0.5);
double sp = sin(pitch * 0.5);
double cr = cos(roll * 0.5);
double sr = sin(roll * 0.5);
double q[4];
q[0] = cy * cp * cr + sy * sp * sr;
q[1] = cy * cp * sr - sy * sp * cr;
q[2] = sy * cp * sr + cy * sp * cr;
q[3] = sy * cp * cr - cy * sp * sr;
//输出
std::cout << "q0:\n"<<q[0];
std::cout << "q1:\n"<<q[1];
std::cout << "q2:\n"<<q[2];
std::cout << "q3:\n"<<q[3];
}