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通过代码生成加速机器人算法

您可以为select Robotics System Toolbox™算法生成代码，以加速它们的执行。将支持代码生成的算法设置为可插入工作流的单独函数。万博1manbetx要使用代码生成，您必须有MATLAB®编码器™许可证。有关Robotics System Toolbox中的代码生万博1manbetx成支持列表，请参见支持代码生成的函数万博1manbetx．

对于本例，使用ainverseKinematics对象与一个rigidBodyTree机器人模型，求解机器人构型，以达到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，它运行逆运动学算法。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]))联合= jnt2;body3 = rigidBody (“工具”）;jnt3 = rigidBodyJoint (“jnt3”，“转动”）;setFixedTransform(jnt3,trvec2tform([1 0 0]))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。

执行算法的代码生成

你可以用codegen(MATLAB编码器)函数或MATLAB编码器(MATLAB编码器)应用程序生成代码。在这个例子中，通过调用codegen在MATLAB命令行中。属性为函数的每个输入指定示例输入参数arg游戏输入参数

为输入参数指定示例值。

endEffectorName =“工具”；Tform = trvec2tform([0.7 -0.7 0]);权重= [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。这个函数创建了一个单独的ikCodegen_mex函数使用。控件也可以生成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函数的时间与原始函数的时间进行比较时间．

time = timeit(@() ikCodegen(endEffectorName,tform,weights,initialGuess)) mexTime = timeit(@() ikCodegen_mex(endEffectorName,tform,weights,initialGuess))
时间= 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。

将算法函数替换为MEX函数

打开main函数来运行你的机器人工作流。取代本土知识使用代码生成创建的MEX函数调用。对于本例，使用简单的二维路径跟踪示例。

打开2-D逆运动学路径跟踪的例子。

openExample (“机器人/ TwoDInverseKinematicsExampleExample”）

修改示例代码以使用新的ikCodegen_mex函数。下面的代码是示例的副本，只是对新的MEX函数进行了修改。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);中心= [0.3 0.1 0];半径= 0.15;θ= t *(2 *π/ t(结束));点=中心+半径*[cos(theta) sin(theta) zeros(size(theta))];

逆运动学解

将配置方案预分配为矩阵，万博 尤文图斯qs．指定末端执行器转换的权重和末端执行器名称。

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

绕着点的轨迹走一圈。取代本土知识对象调用ikCodegen_mex函数。计算每个点的解，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:计数解出满足要求的末端执行器的构型%的位置点=点(我:);qSol = ikCodegen_mex (endEffector trvec2tform(点)、重量、qInitial);%存储配置qs(我:)= qSol;%从之前的解决方案开始qInitial = qSol;结束

动画解决方案

现在所有的解决方案都已经生成了。万博 尤文图斯有生命的结果。您必须重新创建机器人，因为它最初是在函数内部定义的。迭代所有的解决方案。万博 尤文图斯

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]))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算法或函数生成代码以提高它们的速度，并在您的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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