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飞机运动的运动学和动力学
本章的最终目标是，一架刚性飞机在扁圆形旋转地球上空的运动方程。平地方程描述了在重力恒定的非旋转地球上一小块区域上的运动，我们将作为特殊情况推导得出该方程。为了达到这个最终目标，我们将使用经典力学的矢量分析来建立运动方程，使用矩阵代数来描述坐标系的运算，并使用大地测量学、引力和导航中的概念来介绍地球形状和质量引力的影响。在第 2 章之前，作用在飞行器上的力矩和力（地球的质量引力除外）将是抽象的。在此阶段，只要有合适的力和力矩模型，这些方程就可以用来描述任何类型的航空航天飞行器（包括地球卫星）的运动。术语“刚性”意味着不允许结构灵活性，并且假定飞行器中的所有点始终保持相同的相对位置。在大多数情况下，这种假设对于飞行模拟来说已经足够好了，并且对于飞行控制系统设计来说也足够好了，前提是我们不试图设计一个系统来控制结构模式或减轻飞机结构上的气动载荷。运动方程处理所需的矢量分析通常会给学生带来困难，特别是角速度矢量的概念。因此，提供了相关主题的回顾。在某些情况下，我们已经超越了传统的飞行力学方法。例如，由于四元数具有“全姿态”能力以及在模拟和控制中的数值优势，因此引入了四元数。它们现在广泛应用于模拟、机器人、制导和导航计算、姿态控制和图形动画。主题来自
讲座 18：运动学和动画
在电影发展的早期，3D 动画是使用物理 3D 模型实现的，该模型通过手动调整来创建动画的每个单独帧。使用该技术的经典示例是电影《金刚》（1933 年），其中金刚的模型只有一英尺高。用这种技术制作的动画仍然很受欢迎，最近的一个例子是《超级无敌掌门狗》。动画的计算机支持系统开始出现在 20 世纪 70 年代末，第一部由计算机生成的全长 3D 动画电影是《玩具总动员》（1995 年）。尽管完全使用计算机制作，但《玩具总动员》和其他现代 3D 动画电影仍然耗费大量的人力。全自动动画还有很长的路要走，但计算机工具和支持工具已经迅速发展。这些免除了动画师大量繁琐的工作，并允许创建壮观的特效。基本方法是：(i) 物理模型； （ii）程序方法和（iii）关键帧。
![运动学：描述航天器的动作[1]](/simg/g:\will\search\icon\source\d\d8cebefeddb0c20967f1027ea728bbc6868f5a37.webp)
运动学：描述航天器的动作[1]
必须先精确地预测和控制空间中的物体（例如航天器，卫星和太空站），以确保安全性和有效性。运动学是一个在3D空间中对这些身体运动的描述和预测的领域。运动学课程涵盖了四个主要主题领域：粒子运动学介绍，深入研究了两个部分的刚性身体运动学（从使用定向余弦矩阵和欧拉角的经典动作描述开始，并以现代描述仪的综述，例如Quaternions和quaternions and Classical and Classical and Modified Rodrigues参数）。课程以查看静态态度的确定结束，使用现代算法来预测和执行太空中身体的相对取向。
讲座 18：运动学和动画
在电影发展的早期，3D 动画是使用物理 3D 模型实现的，该模型通过手动调整来创建动画的每个单独帧。使用该技术的经典示例是电影《金刚》（1933 年），其中金刚的模型只有一英尺高。用这种技术制作的动画仍然很受欢迎，最近的一个例子是《超级无敌掌门狗》。动画的计算机支持系统开始出现在 20 世纪 70 年代末，第一部由计算机生成的全长 3D 动画电影是《玩具总动员》（1995 年）。尽管完全使用计算机制作，但《玩具总动员》和其他现代 3D 动画电影仍然耗费大量的人力。全自动动画还有很长的路要走，但计算机工具和支持工具已经迅速发展。这些免除了动画师大量繁琐的工作，并允许创建壮观的特效。基本方法是：(i) 物理模型； （ii）程序方法和（iii）关键帧。
在线确定腿部运动学
摘要 - 腿部机器人正在出现，并且非常需要腿部的机车，这需要精确的腿部运动动力学来执行控制命令或计划运动轨迹。本文提出了在线状态估计，以确定具有任意腿部数量的机器人的腿部运动学，其中包括腿部变换，时间偏移和腿链路长度的运动学参数。尤其是我们主张一个地面舞蹈步态，以进行运动学的决心，脚趾在地面上保持静态并充当大满贯中的静态地标。作为视觉惯性传感器通常在机器人机器人上可用，并且位于浮动基础上，我们利用有效的基于MSCKF的视觉惯性导航来估计腿部运动学。为此，我们通过分析得出了腿部运动测量的分析，并将它们与视觉惯性测量紧密融合，以更新腿的运动学和身体运动。在模拟和实验中，该方法已通过不同的四倍体进行了广泛的验证，显示出其稳健性和准确性。
人类手和机器人应用的运动学
人类运动学对于机器人研究非常重要，因为它在机器人的发展和进步中起着重要作用。在当前时代的机器人研究和应用的重要性不能过分强调。本文着眼于人类的手运动学，认识到人臂中关节类型的重要要素和关节数量，重点是出于流动性的自由程度。它突出了人类手的多种功能，还指出了局限性，从而更加阐明了最大化这些限制并提高人类手的移动性和能力，在这些可能性和功能中，新的任务和功能可以划定和机器人设计和机器人设计和指导以在其各个领域的生产力中促进其功能，以提高其在各种领域的生产力。根据上述新任务定义和功能的研究方向，清楚地打开了。根据上述新任务定义和功能的研究方向，清楚地打开了。
7- ...
七度（DOF）机器人臂具有一个冗余DOF，以避免障碍物和奇异性，必须将其参数化以完全指定给定端e ff ent ector姿势的关节角度。常用于ABB，Motoman和Kuka的常用7-DOF Revolute（7R）工业操纵器以及SSRMS或FREND（例如SSRMS）的空间操纵器通常由肩el-肘（SEW）角度参数列出，用于路径规划和远程运行。我们介绍了一般的缝纫角，该缝隙角可以通过任意参考方向函数概括传统的缝隙角度。冗余参数化（例如常规缝纫角度）沿工作区中的一条线遇到算法奇异性。我们引入了一个参考方向功能选择，称为立体缝隙角度，该角度仅沿着半线具有奇异性，该界限可能无法触及，从而扩大了可用的工作空间。我们证明所有参数化都有算法的奇异性。最后，使用一般的缝纫角度和子问题分解，我们提供了e ffi cient奇异性逆逆运动溶液，这些解决方案通常是封闭形式的，但可能涉及1D或2D搜索。基于搜索的解决方案可以转换为查找多项式根。可以在可公开访问的存储库中获得示例。
基于 IMU 的人体下肢运动学估计及...
在过去的二十年中，使用可穿戴惯性测量单元 (IMU) 来替代传统的人体光学运动捕捉 (OMC) 技术引起了越来越多的关注。与传统的 OMC 相比，IMU 的侵入性较低，并且可以在感兴趣的环境中进行测量，而不仅仅是在人为的实验室空间中。这项工作的主要目标是通过提高 IMU 得出的人体骨骼关节角度的准确性，同时尽量减少使用基于 IMU 的人体运动捕捉系统所需的校准，来推进人机 IMU 运动建模和估计技术。这项工作的次要目标是展示基于 IMU 的运动捕捉系统在特定感兴趣的领域的实际应用：太空服设计和操作。在这个领域，IMU 提供了一种易于理解的方法来理解该领域适合或不适合的人体运动学。在相关环境中捕捉这些运动学可以让工程师更好地设计和维护太空服，以及模拟未来人类行星际太空飞行的操作范例。