主要内容

用代码生成加速机器人算法

您可以为选定的Robotics System Toolbox™算法生成代码，以加速它们的执行。设置支持代码生成的算法作为一个单独的函数，可以插入到您的工作流中。要使用代码生成，您必须具有MATLAB®编码器™许可证。有关“机器人系统工具箱”中支持代码生成的列表，请参见支持代码生成的函数．

对于本例，使用inverseKinematics对象与一个rigidBodyTree机器人模型，求解机器人配置，以实现期望的末端执行器位置。

为算法创建单独的函数

创建一个单独的函数，ikCodegen，运行逆运动学算法。创建inverseKinematics对象并构建rigidBodyTree函数内部的模型。指定% # codegen将其标识为用于代码生成的函数。

函数qConfig = ikCodegen (endEffectorName tform,重量、initialGuess)% # codegen机器人= rigidBodyTree (“MaxNumBodies”3,“DataFormat”，“行”）;body1 = rigidBody (“界面”）;界面。联合= rigidBodyJoint (“jnt1”，“转动”）;body2 = rigidBody (“body2”）;jnt2 = rigidBodyJoint (“jnt2”，“转动”）;setFixedTransform(jnt2,trvec2tform([1 0 0])) body2。联合= jnt2;body3 = rigidBody (“工具”）;jnt3 = rigidBodyJoint (“jnt3”，“转动”）;setFixedTransform(jnt3,trvec2tform([1 0 0])) body3。联合= jnt3;addBody(机器人,界面,“基地”) addBody (body2的机器人“界面”) addBody (body3的机器人“body2”ik =逆运动学(“RigidBodyTree”,机器人);本土知识[qConfig ~] = (endEffectorName tform,重量、initialGuess);结束

将函数保存在当前文件夹中。

为算法生成代码

你可以使用codegen(MATLAB编码器)函数或MATLAB编码器(MATLAB编码器)应用程序生成代码。在本例中，通过调用生成MEX文件codegen在MATLAB命令行上。方法为函数的每个输入指定样例输入参数arg游戏输入参数

为输入参数指定样例值。

endEffectorName =“工具”；Tform = trvec2tform([0.7 -0.7 0]);Weights = [0.25 0.25 0.25 1 1 1];initialGuess = [0 0 0];

调用codegen函数并指定单元格数组中的输入参数。此函数创建一个单独的ikCodegen_mex函数使用。方法也可以生成C代码选项输入参数。

codegenikCodegenarg游戏{endEffectorName tform,重量,initialGuess}

如果您的输入可以来自可变大小的长度，请使用coder.typeof(定点设计师)与codegen(MATLAB编码器)函数。

检查生成代码的性能

将生成的MEX函数的计时与原始函数的计时进行比较时间．

time = timeit(@() ikCodegen(endEffectorName,tform,weights,initialGuess)) mexTime = timeit(@() ikCodegen_mex(endEffectorName,tform,weights,initialGuess))
time = 0.0425 mexTime = 0.0011

在本例中，MEX函数的运行速度要快30倍以上。结果可能在您的系统中有所不同。

用MEX函数替换算法函数

打开运行机器人工作流程的主要功能。取代本土知识对象调用，使用您使用代码生成创建的MEX函数。对于本例，使用简单的2-D路径跟踪示例。

打开基于逆运动学的二维路径跟踪的例子。

openExample (“机器人/ TwoDInverseKinematicsExampleExample”）

修改示例代码以使用新的ikCodegen_mex函数。下面的代码是该示例的副本，其中进行了修改以使用新的MEX函数。定义机器人模型是在函数内部完成的，因此跳过构建机器人部分。

定义轨迹

t =(0:0.2:10)”;%的时间数=长度(t);Center = [0.3 0.1 0];半径= 0.15;θ= t *(2 *π/ t(结束));点=中心+半径*[cos() sin() 0 (size())];

逆运动学解

将配置解决方案预分配为矩阵，qs．指定末端执行器转换和末端执行器名称的权重。

Q0 = [0 0 0];ndof =长度(q0);Qs = 0 (count, ndof);Weights = [0,0,0, 1,1,0];endEffector =“工具”;

通过环的轨迹点来跟踪圆。取代本土知识对象调用。ikCodegen_mex函数。计算每个点的解，以生成实现末端执行器位置的关节配置。存储配置以供以后使用。

qInitial = q0处;%使用home配置作为初始猜测为i = 1:计数求解满足所需末端执行器的配置。%的位置点=点(我:);qSol = ikCodegen_mex (endEffector trvec2tform(点)、重量、qInitial);%存储配置qs(我:)= qSol;%从先前的解开始qInitial = qSol;结束

动画解决方案

现在已经生成了所有的解。有生命的结果。您必须重新创建机器人，因为它最初是在函数中定义的。遍历所有解决方案。

机器人= rigidBodyTree (MaxNumBodies, 15日“DataFormat”,“行”);body1 = rigidBody(界面);界面。联合= rigidBodyJoint(“jnt1”、“转动”);body2 = rigidBody(“body2”);jnt2 = rigidBodyJoint(“jnt2”、“转动”);setFixedTransform(jnt2,trvec2tform([0.3 0 0])) body2。联合= jnt2;body3 = rigidBody(“工具”);jnt3 = rigidBodyJoint(“jnt3”、“转动”);setFixedTransform(jnt3,trvec2tform([0.3 0 0]))联合= jnt3; addBody(robot,body1,'base') addBody(robot,body2,'body1') addBody(robot,body3,'body2') % Show first solution and set view. figure show(robot,qs(1,:)); view(2) ax = gca; ax.Projection = 'orthographic'; hold on plot(points(:,1),points(:,2),'k') axis([-0.1 0.7 -0.3 0.5]) % Iterate through the solutions framesPerSecond = 15; r = rateControl(framesPerSecond); for i = 1:count show(robot,qs(i,:),'PreservePlot',false); drawnow waitfor(r); end

这个示例向您展示了如何为特定的算法或函数生成代码，以提高它们的速度，并在工作流中简单地用生成的MEX函数替换它们。

另请参阅

(MATLAB编码器)||

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