當前位置: 華文問答 > 科學

機器人學中旋量和D

2020-05-25科學

機器人學很多方法層面的比較我個人覺得意義都不是很大, 方法論永遠是用來解決問題的

D-H參數,旋量,指數座標,李群李代數,manifold流形,這些名詞,在剛開始進入這個領域的時候,花了大量的時間去看,感覺不懂都不好意思說自己學機器人。我記得第一本旋量的書,就是黃真老師寫的【高等空間機構學】,裏面一大堆的定理,新的名詞,第一次自學的人看這個肯定是個災難。順著這條線,我記得又看了Selig的一本機器人數學基礎的書,完全沒有看完。兩本書老實說,寫得都對新人不友好,完全抓不住重點。但是當時年少無知,以為這就是江湖,順著這條路,又去學了Lie group,包括看了一個北師大老師講的狹義相對論(https://www. bilibili.com/video/av21 357484/ ),裏面對manifold的講解,很是清晰。但很慚愧,這麽多年過去了,幾乎沒有用上這些屠龍刀。

後來,我看了Spong等人寫的教材,發現原來還有這樣的一股清流,不寫廢話,什麽道理都是最簡單的方式來寫,但每一行字的夾縫中又是有無盡的內涵。真心強烈建議機器人初學者第一本或者第二書就應該是這本書。

最後回到機器人的D-H問題上,還是建議初學者看D-H足夠,不要增加自己的準入門檻,萬一看了旋量你就放棄了呢?這樣機器人圈說不定喪失了一位未來的大牛。

如果是做研究,寫文章,當然看你是研究什麽,就像做機器學習的,也有人做manifold learning,搞機器人的也是有人喜歡研究各種數學表達技巧的。我們在庫柏特科技平時也會看下不同的表達方式,會不會帶來一些更本質的改變,比如以下的一些用對偶四元數的標定結果:「A Dual Quaternion-Based Approach for Coordinate Calibration of Dual Robots in Collaborative Motion」

從機器人實踐的角度,現在的機器人的知識已經不僅僅是機構,運動學,動力學,控制,這些內容了。很多時候需要和觸覺,視覺,力控等資訊結合起來,上面還有載入著AI演算法來做各種智慧決策。這些資訊的融合,處理,表達以及對應的各種軟體工具的開發,肯定是需要尋求一個最小的公因數的,按照社會目前的水準,矩陣論就到頭了。多把時間花在上層的演算法上,試著去找一個好的場景,提出一個好的問題,解決一個現實世界的需求,短期內肯定比研究一個表示方法有價值。真的在職場,你會旋量,還不如說你會煉丹會輝達呢。

最後,好多東西要活學活用。我記得不止一次的問,為什麽D-H是四個參數而不是六個參數?按照道理表達空間兩個剛體的相對位置與姿態最少需要6個參數才對。那為什麽T矩陣中又有12個參數?多出來的6個參數是怎麽處理掉的?這些應該都是最最基礎的問題了,送分題都答不上來,就不要想著旋量了。

最後附上一個小插曲,當年讀書的實驗室做抓取飛行的物體的時候,需要對機器人的姿態進行學習。我當時想不明白,機器人姿態屬so(3)啊,這不是向量空間啊,怎麽去設計學習演算法啊,難道要搞learning on manifold。論文的作者,一個牛逼的南韓程式設計師,直接用了旋轉矩陣的前兩列,來做學習,一樣妥妥的解決了問題。這個套路對我啟發極大,不要總是試圖追求形式上的正確性而忘記要解決的問題。冗余是可以接受的,不是一種錯誤。

https://www.zhihu.com/video/1246263525262774272

我們一直歡迎希望把AI+Robotics在產業落地的年輕人的加入,過去有很多知乎的小夥伴來過庫柏特,也對我們早期的艱苦落地做出了卓越的貢獻。無論是懂機器人還是懂力控還是懂視覺,甚至懂AI產品,我們肯定有切合點的。

歡迎來信探討:[email protected]

以上