基于C1连续的球面插值姿态规划

<正>航迹规划过程中，除了空间位置规划外，由于操纵空间的作用对象不一致，也需要对末端的姿态进行规划，使空间机械臂的末端姿态能够满足任务系统的需求。常见的姿态表示方式有旋转矩阵、欧拉角、单位四元数、欧拉轴角法等。四元数因其使用四维表示三维旋转，相对较为抽象，但是因其具有形式简洁、计算高效、无奇异等优点，因此在姿态规划中受到众多的青睐。有文献将空间形状可调Bezier曲线推广到球面上，解决了C¹曲线光滑拼接；有文献将四元数插值方法引入到人体运动模拟中，解决了虚拟人运动行进过程中的平滑插值问题；有文献将四元数和B样条结合，生成起停平稳且脉动连续的关节轨迹；另有文献也是将四元数和B样条相结合，实现轨迹的多姿态平滑；也有文献将四元数和Hermite样条相结合，实现轨迹的姿态平滑；并有文献提出用单位球面的三维矢量进行姿态四元数插值；有文献对四元数的3种插值方法和欧拉角法进行了对比，分析了时间复杂度问题；有文献将圆弧引入空间姿态插补中，实现多姿态插补中的角速度可控问题，保证了C¹连续；有文献引入多项式加权函数，调节过渡前后的曲线逼近度，以满足任...