petercorke/robotics-toolbox-python

解決的問題

本專案為機器人研究與教育提供了一個高生產力的框架，移除了機器人開發中不必要的繁雜部分。它簡化了串聯連桿機械臂和移動機器人的運動學與動力學表示，提供了一種標準化的方法來處理複雜的機器人計算，而無需從頭開始。

運作方式

該工具箱利用 Python 生態系統（NumPy、SciPy、Matplotlib）和 Spatial Maths Toolbox for Python 來處理線性代數和空間向量。它允許使用者以 Denavit-Hartenberg 形式建立機器人或匯入 URDF 檔案。對於機械臂，它實作了快速的運動學運算，包含正向和逆向運動學。對於移動機器人，它提供了運動模型（獨輪車、雙輪車）、路徑規劃演算法（D*、PRM、RRT）、定位（EKF、粒子濾波器）和 SLAM。

適用對象

它專為需要一個成熟、易讀且可攜的框架來進行演算法原型設計和教授機器人理論的機器人研究人員、學生和教育工作者而設計。

亮點

• 豐富的機器人模型庫：包含超過 50 種現代機器人（例如 Franka-Emika、Kinova、Universal Robotics）和經典機器人的內建模型。
• 高效能：在不到 1 微秒的時間內計算出正向運動學和機械臂賈可比矩陣。
• 全方位工具：同時支援機械臂運動學和移動機器人導航，包含定位和地圖建構。
• 整合視覺化：與 Swift 模擬器搭配用於基於瀏覽器的 3D 模擬，並與 Matplotlib 搭配用於 2D/GIF 動畫。