計算正向運動學通常需要使用D-H參數法對機械臂建模。
第一步: 繪製機械臂模型圖
可用手繪機械臂結構簡圖或者模型圖，使用圓柱體代表轉動關節和線表示的連桿，當寫論文的時候，可以使用PPT或者CAD來繪圖，ppt裏面提供了很多現成的線條形狀，通過組合功能可以設計出很nice的結構，用來畫簡圖綽綽有餘。百度搜索運動學圖表或者google搜索kinematic diagram來獲取些許參考。
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第二步: 找出你的座標軸
完成結構簡圖的繪製之後， 通過D-H參數法爲每運動關節分配座標軸。如果軸分配準確，之後的工作就比較容易。這些軸是計算參數模擬器，逆運動學求解器的基礎。從油管上下載的視頻可供參考：https://www.youtube.com/watch?v=rA9tm0gTln8 視頻講解的還是比較清楚的，這裏就當筆記記下來了。
- Z-axis — Z 軸ー The z-axis should lie on the axis of rotation for a revolute joint or axis of extension for a prismatic joint. Z 軸就是關節的旋轉軸或滑動關節的移動方向
- X-axis — X 軸ー The x-axis should lie along the "common normal", which is the shortest orthogonal line between the previous z-axis and the current z-axis 當前關節的Z軸和前一關節Z軸的公共垂線，是最短的正交線
- Y-axis — Y 軸ー Once you've calculated the other two, this axis should fall into place by following the "right hand rule" (see below)第三個軸根據右手定則即可確定
- 通過Z軸和X軸的確定，就確定了座標系的位置，因此除了第一個座標系的建立是通過指定x軸，其餘座標系都是根據上個座標系Z軸確定的，所以座標系原點可能出現在很奇怪的位置(視頻中提到的)
一般情況使用三種顏色繪製座標軸: z 軸(藍色)、 x 軸(紅色)和 y 軸(綠色)。 這也是 ROS 的 RViz 可視化工具中使用的着色方案。
第三步: 末端執行器座標系
計算正向運動學的目的是能夠從關節的位置計算末端執行器的姿態。因此在制定運動學模型時，最好也應該仔細考慮末端執行器的座標系建立。
第四步: 計算 D-H 參數
Dh 參數將機器人的每個關節分解成四個參數，每個參數都與之前的關節相關。
- d - the distance between the previous x-axis and the current x-axis, along the previous z-axis. - 前一個 x 軸與當前 x 軸之間的距離，沿前一個 z 軸
- θ - the angle around the z-axis between the previous x-axis and the current x-axis. - 先前的 x 軸和當前的 x 軸之間圍繞 z 軸的角度
- a - the length of the common normal, which is the distance between the previous z-axis and the current z-axis - 公共垂線的長度，即前 z 軸與當前 z 軸之間的距離
- α - the angle around the common normal to between the previous z-axis and current z-axis. - 公垂線與前 z 軸和當前 z 軸之間的夾角
其中θ和α 的方向如圖所示：
D-H 方法是最常見的正向運動學方法，它的缺點之一是不能很好地處理平行的 z 軸。 有各種各樣的選擇，包括螺旋理論表示，Hayati-Roberts，和其他幾何模型。這些可能(也可能不是)是更好的方法。大多數運動學庫都是能接受 D-H 參數的。
第四步: 實例
對於UR的根據D-H參數逆解的步驟可以參考https://www.zhihu.com/question/47605775/answer/113477680?from=profile_answer_card