冗余机械臂的自运动规划、仿真和可操作性分析的任务书任务目标：本任务的主要目标是设计和实现一个冗余机械臂的自运动规划、仿真和可操作性分析系统，可以通过输入用户定义的目标和约束条件，实现机械臂的自主路径规划、动力学仿真以及可操作性分析等功能。任务内容：1.冗余机械臂的建模通过对冗余机械臂运动学和动力学的建模，建立机械臂的几何形态和运动特性的数学表达式，为后续的路径规划、仿真和可操作性分析打下基础。2.自运动规划算法的设计与实现通过对冗余机械臂运动学和动力学的分析，设计一种自运动规划算法，实现机械臂的自主路径规划。该算法应该包括目标生成、启发式搜索、修剪和优化等一系列基本流程。3.机械臂仿真环境的搭建借助机械臂建模和自运动规划算法，搭建一个机械臂仿真环境，可以通过该环境进行机械臂动力学仿真和可视化展示。4.可操作性分析算法的设计与实现设计一种可操作性分析算法，针对冗余机械臂的可控性问题进行分析，识别机械臂运动中的无效路径和约束，提高机械臂的操作性能和效率。5.系统编程与测试将各个模块集成起来，进行系统编程，开发出一个集自运动规划、仿真和可操作性分析于一体的冗余机械臂控制系统，并进行测试和优化。任务要求：1.熟练掌握机械臂建模、路径规划、动力学仿真和可操作性分析等知识。2.熟悉机器人操作系统ROS和C++编程语言。3.具有较强的自主学习和解决问题的能力。4.具有一定的英文文献阅读和科技论文写作能力。5.具有至少一年以上机器人系统开发或相关领域的工作经验。6.能够保持高效的工作状态，积极主动地协作，并按时完成任务。7.任务完成后需要提交完整的源代码和技术文献，以及一份详细的技术报告。参考文献：1.Corke,P.(2017).Robotics,visionandcontrol:fundamentalalgorithmsinMATLAB.Springer.2.Khatib,O.(1986).Real-timeobstacleavoidanceformanipulatorsandmobilerobots.InternationalJournalofRoboticsResearch,5(1),90-98.3.Park,F.C.(1991).Robotmanipulatorcontrol:theoryandpractice.MarcelDekker.4.Rodriguez,G.,&Jain,A.(2015).Areviewofthesolutionoftheinversekinematicsoftheredundantmanipulators.RoboticsandAutonomousSystems,71,96-107.5.Wang,J.,&Chen,I.M.(2011).Kinematicsandcontrolofredundantrobotmanipulatorswithapassiveendeffector.RoboticsandAutonomousSystems,59(2),60-68.