kinematics 是啥意思

运动学（Kinematics）是物理学的一个分支，专注于研究物体运动的几何描述，而不考虑产生这种运动的力或物体的质量。它主要涉及位置、速度和加速度等概念，通过数学方法描述物体如何随时间变化。运动学通常用于分析物体的直线运动、旋转运动以及复杂运动的组合，是工程、机械设计和机器人学等领域的基础工具。

在机器人学中，正向运动学（Forward Kinematics, FK）和逆向运动学（Inverse Kinematics, IK）是两个重要的概念，它们用于描述和控制机器人臂或其他多关节系统的运动。

1. 正向运动学（Forward Kinematics, FK）：

   • 正向运动学涉及从机器人的关节参数（如关节角度或关节位移）计算末端执行器（如机器人手臂末端或夹爪）的具体位置和姿态。
   • 这是一个相对简单的问题，因为给定的关节参数直接通过运动学链的几何关系可以确定末端的位姿。
   • 正向运动学通常用于模拟和可视化机器人在给定关节配置下的姿态。

2. 逆向运动学（Inverse Kinematics, IK）：

   • 逆向运动学则是一个较为复杂的问题，它涉及从期望的末端执行器位置和姿态来计算所需的关节参数。
   • 由于一个末端位置可能对应多个关节配置（甚至可能没有解或有无穷多解），逆向运动学通常需要求解非线性方程组，可能需要数值方法或优化技术。
   • 逆向运动学广泛应用于机器人控制中，比如当你希望机器人手臂达到某个位置和方向时，需要通过IK计算来确定合适的关节角度。

两者在机器人控制和动画生成中都至关重要，正向运动学用于模拟和验证，而逆向运动学用于规划和控制。