Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Пряма кінематика



Маніпулятор робота, який може управлятися за допомогою прямої кінематики.

Пряма кінематика (пряма кінематична анімація, англ. forward kinematics , FK) - процес визначення параметрів пов'язаних гнучких об'єктів (наприклад, кінематична пара або кінематична ланцюг) для досягнення необхідної позиції, орієнтації і розташування цих об'єктів. Пряма кінематика є типом планування руху (англ.). Пряма кінематика активно використовується в робототехніці, тривимірної комп'ютерної анімації і в розробці комп'ютерних ігор. Алгоритм прямий кінематики протилежний алгоритму інверсної кінематики.


Опис

Пряма кінематика застосовуються до моделей-яких персонажів або об'єктів, які створені з використанням скелетної анімації. Суть скелетної анімації полягає в тому, що об'єкт складається з набору твердих сегментів (компонентів), з'єднаних зчленуваннями ( англ. joint ). При цьому сегменти можуть об'єднуватися в кінематичні пари, які в свою чергу об'єднуються в кінематичні ланцюги. Дані сегменти утворюють ієрархічні ланцюжки, які мають "верхній" і "нижній" рівень. Сегменти (компоненти) верхніх рівнів називаються компонентами-предками (або батьківськими сегментами), а компоненти нижніх - компонентами-нащадками (або дочірніми сегментами). Наприклад, якщо розглянути руку людини, то плечовий суглоб буде самим верхнім рівнем, а кінчик пальця - самим нижнім, тобто компонентом-нащадком до плечового суглобу. Ліктьовий суглоб знаходиться всередині ланцюжка, він буде мати як батьківські (плече), так і дочірні (зап'ястя, пальці) сегменти.

Суть прямої кінематики полягає в тому, що вплив передається по ієрархічній ланцюжку зверху вниз, тобто дочірні сегменти рухаються щодо батьківських. Спочатку положення та / або орієнтацію змінює батьківський сегмент. Ця зміна впливає на положення та / або орієнтацію всіх інших дочірніх сегментів. Далі змінюється положення наступного сегмента в ланцюжку, при цьому змінюється положення всіх наступних дочірніх до нього сегментів, а батьківські сегменти залишаються нерухомими.

Розглянемо, наприклад, пряму кінематику при русі руки людини. Припустимо, людині, рука якого опущена, необхідно цією рукою взяти який-небудь предмет. В такому випадку, відповідно до алгоритму прямий кінематики, спочатку змінюється кут і позиція плечового суглоба. Ця зміна змінює позицію всіх дочірніх елементів руки, які складаються в ієрархічній ланцюжку. Тобто, при повороті плечового суглоба всі інші суглоби руки, такі як лікоть, зап'ясті і пальці, змінюють своє положення. Далі повертається ліктьовий суглоб, що призводить до зміни положення дочірніх сегментів - зап'ястя і пальців, але не зачіпає батьківський сегмент - плече. Дана процедура проводиться до тих пір, поки мета не буде досягнута або поки положення та / або орієнтація всіх сегментів ієрархічної ланцюжка не буде змінена.


Використання

Пряма кінематика разом з інверсної кінематикою широко використовується в робототехніці, тривимірної комп'ютерної анімації і в розробці комп'ютерних ігор. В іграх за допомогою прямої кінематики анімуються більшість персонажів. Також алгоритм прямий кінематики, поряд з алгоритмом інверсної, дуже широко використовується в редакторах тривимірної графіки, таких як 3ds Max і Maya.


Посилання

Англомовні джерела
Російськомовні джерела

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Ривок (кінематика)
Кінематика (значення)
Інверсна кінематика
Кінематика точки
Кінематика твердого тіла
Пряма
Пряма мова
Пряма бочка
Пряма демократія
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru