Kinematyka prosta

Kinematyka prosta (ang. forward kinematics, FK) – metoda animacji komputerowej złożonych obiektów stosowana w trójwymiarowej grafice komputerowej oraz w robotyce.

Podobnie jak w przypadku kinematyki odwrotnej (ang. inverse kinematics), w kinematyce prostej obiekty łączone są w hierarchie polegające na relacjach typu rodzic-dziecko. Ruchy obiektu-dziecka są zawsze wykonywane relatywnie do jego rodzica i, co za tym idzie, w przypadku ruchu rodzica, wszystkie jego obiekty-dzieci również wykonują ten sam ruch.

W odróżnieniu jednak od inverse kinematics, gdzie ruchy całości takiego złożonego obiektu nie są określane bezpośrednio, w kinematyce prostej dokładnie określa się ruchy poszczególnych obiektów składowych. Mając do dyspozycji np. szkielet kończyny górnej, aby wykonać prosty ruch w przestrzeni trójwymiarowej, należy animować po kolei każdą z kości odpowiedzialną za ramię, przedramię i dłoń. Z tego też względu bardziej efektywnym sposobem animacji jest kinematyka odwrotna, gdzie łańcuchom kości nadawane są dodatkowe właściwości (ograniczenia), automatyzujące proces ich ruchu.

Algorytm

Schemat manipulatora plenarnego

Aby wyznaczyć kinematykę prostą manipulatora można wykorzystać w tym celu algorytm D-H. Poprzez złożenie przesunięć oraz rotacji wokół poszczególnych osi można wyznaczyć pozycję efektora.

Można także w przypadku prostego manipulatora wykorzystać funkcje trygonometryczne do wyznaczenia punktu końcowego.

$x_{0}=l_{1}\cdot \cos(A_{1})+l_{2}\cdot \cos(A_{1}\pm A_{2})$

$y_{0}=l_{1}\cdot \sin(A_{1})+l_{2}\cdot \sin(A_{1}\pm A_{2})$

Zobacz też

• mapa wag
• rigging

Bibliografia

K. Tchoń, A. Mazur, I. Dulęba, R. Hossa, R. Muszyński: Manipulatory i roboty mobilne. Warszawa: Akademicka Oficyna Wydwanicza PLJ, 2000.brak strony w książce