pybullet如何添加绕轴铰链约束

Question

pybullet通过LoadUrdf载入了两个模型，现在想给两个模型添加一个绕固定轴（0，0，1）转动的铰链约束。pybullet的函数creatConstraint中约束类型有：JOINT_PRISMATIC JOINT_FIXED JOINT_GEAR JOINT_POINT2POINT，没有类似HINGE或则REVOLUTE的约束。问题：应如何添加这种铰链约束？
其中JOINT_PRISMATIC表示平动，FIXED表示固定约束，GEAR表示齿轮约束，POINT2POINT表示两点的位置约束。

Answer 1

【以下回答由 GPT 生成】

在pybullet中添加绕轴铰链约束的方法如下：

1. 首先，使用loadURDF函数来加载两个模型到仿真环境中。

import pybullet as p

# 加载第一个模型
obj1_id = p.loadURDF('model1.urdf', basePosition=[0, 0, 0], baseOrientation=[0, 0, 0, 1])

# 加载第二个模型
obj2_id = p.loadURDF('model2.urdf', basePosition=[1, 0, 0], baseOrientation=[0, 0, 0, 1])

这里的model1.urdf和model2.urdf分别是你要加载的两个模型的URDF文件路径。

1. 确定铰链约束的起始点和终止点。在你的问题中，铰链约束是绕固定轴（0, 0, 1）转动的，因此起始点为第一个模型的质心（也可以选择其他点），终止点为第二个模型的质心（或其他点）。

# 定义起始点和终止点的坐标
link1_start_point = [0, 0, 0]
link2_end_point = [1, 0, 0]

1. 计算两个点之间的相对位置和方向关系。

# 计算相对位置和方向关系
relative_position = [link2_end_point[0] - link1_start_point[0], 
                     link2_end_point[1] - link1_start_point[1],
                     link2_end_point[2] - link1_start_point[2]]

relative_orientation = p.getQuaternionFromEuler([0, 0, 0])  # 使用欧拉角[0, 0, 0]得到四元数表示方向

1. 使用createConstraint函数创建绕轴转动的铰链约束。

# 添加铰链约束
constraint_id = p.createConstraint(obj1_id, -1, obj2_id, -1, p.JOINT_FIXED, 
                                   [0, 0, 0], link1_start_point, link2_end_point, 
                                   relative_orientation)

其中，obj1_id和obj2_id分别是待约束的两个模型的索引，p.JOINT_FIXED表示创建固定约束，[0, 0, 0]表示局部坐标系在起始点的位置偏移，link1_start_point和link2_end_point分别是起始点和终止点的全局坐标。

1. 可选：如果要设置铰链轴的方向，可以使用changeConstraint函数。

# 设置铰链轴的方向
p.changeConstraint(constraint_id, jointChildPivot=[0, 0, 0], jointAxis=[0, 0, 1])

其中，jointChildPivot表示相对于子模型（第二个模型）的铰链轴在终止点的位置偏移，jointAxis表示铰链轴的方向。

通过上述步骤，你可以在pybullet中创建一个绕固定轴转动的铰链约束。需要注意的是，pybullet并没有直接提供HINGE或REVOLUTE类型的约束选项，但可以通过固定约束（JOINT_FIXED）和设置合适的铰链轴方向来实现类似的效果。

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