ROS进阶——在ROS平台的搭建自己的机器人

一、将SOLIDWORKS中的3D模型转换为URDF导入RVIZ中

1.1 将3D模型转为URDF

安装sw_urdf_exporter。

根据需求在3D模型上添加关节，建议将末端单独分出来 ，完成关节添加后，输出配置。

注意：需设置Limit的最大和最小值，此为关节运动限制，若后期发现关节限制设置错误，可以在生成URDF文件中进一步修改。

此项可以采用默认，根据需要可以修改Color参数，使各关节显示不同颜色。

生成URDF后，需要在ROS环境下进行修改，可参考URDF文件解析

注意1：SolidWorks所有的零件都应该是浮动，并且根据机器人与地面接触及末端点实际状况进行设置，通常设置角度限制不能过大，需去掉配合，保证各关节能动，生成的坐标系与选中构件的坐标重合。

注意2：rviz内坐标系为右手系，如下图所示，若自动生成base坐标系与该坐标系不同，可进行修改，修改后需删除除base坐标系以外的坐标系然后重新生成。

 

1.2 修改package文件内容

(1) 修改package.xml文件

修改email部分为正确邮件格式

(2) 修改display.launch文件

将urdf文件夹的名字修改与robot_description一致

将display.launch里的gui参数改成“True”

1.3 测试

    将配置好的的URDF文件夹移动到工作空间的src目录下，打开终端，通过roslaunch 命令运行display.launch，若提示错误可通过source解决。

 

二、使用Ｍoveit提供的setup_assistant配置三轴机械臂

 2.1 安装Moveit

sudo apt-get install ros-Kinetic-moveit
source /opt/ros/Kinetic/setup.bash

注意：Kinetic需换成当前ROS版本号 

2.2 配置向导

注意：若更新过moveit库，需重新配置生成config文件，否则会运行报错。

具体流程可参考官方流程

将配置好的的URDF文件夹移动到工作空间的src目录下，打开终端，运行下面命令，若提示错误可通过source解决

roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

配置项目概述：

• start：启动，导入URDF
• Generate Self-Collision Matrix：生成碰撞检测矩阵
• Add Virtual Joints：添加虚拟关节
• Add Planning Groups：添加运动规划组
•  Add Robot Poses：添加机器人姿态
• Label End Effectors：标记末端执行器
• Add Passive Joints：添加从动关节
• 3D Perception：添加3D传感器
• Gazebo Simulation：Gazebo仿真配置
• ROS Control：ROS Control配置
• Add Author Information：添加作者信息
• Generate Configuration Files：生成配置文件

（1）启动，导入URDF，有两个选项，的一个为新建，第二个为修改

（2）生成碰撞检测矩阵，点击生成即可，参数采用默认

（3）添加虚拟关节，将机器人与世界连接，根据机器人类型（固定，移动或其他）选择连接方式,。

（4）添加运动规划组，后续编程时以组为单位进行控制

• 机械臂规划组：chain包括base到末端，必须设置默认运动规划算法和逆解算法。
• 末端规划组：Joint：末端；Links：末端Links；若无动作无需解算器。

（5）添加机器人姿态，自定义的机器人基本位置，一般设置初始位置即可。

（6）标记末端执行器，选取末端执行器组，若需将末端点于末端坐标重合，Parent Link需选末端的Link。

（7）添加从动关节，不带驱动器，在主动关节带动下移动，为可选项。

（8）添加3D传感器，生成sensors_3d.yaml文件，如无需要可以选择none，后续有需要也可以手动添加。

sensors_3d.yaml文件具体说明http://docs.ros.org/kinetic/api/moveit_tutorials/html/doc/perception_pipeline/perception_pipeline_tutorial.html

（9）Gazebo仿真配置，生成兼容Gazebo的URDF文件，可选项，如需求可生成。

手动生成流程

启动gazebo

roslaunch gazebo_ros empty_world.launch paused:=true use_sim_time:=false gui:=true throttled:=false recording:=false debug:=true

生成模型

rosrun gazebo_ros spawn_model -file  -urdf -x 0 -y 0 -z 1 -model panda

（10）ROS_Control配置，设置机器人控制相关接口并自动生成相关文件，也可手动添加，此为新更新后添加选项。

ROS_Control：http://wiki.ros.org/ros_control

根据提示设置控制组的名字和控制器类型，然后将上面设置的规划组添加到控制器中。

（11）添加作者信息，按照格式填写即可，不填会导致报错。

（12）生成配置文件，放置到对应工作空间内(需先新建存放用的文件夹然后选中)，建议名字设置为_moveit_config

2.3 测试

    将配置好的的config文件夹放置到工作空间的src目录下，打开终端，通过roslaunch 命令运行demo.launch，若提示错误可通过source解决。

 

参考

【ROS学习】Solidworks模型转化为URDF文件格式+三连杆机械臂示例+逆运动学

MoveIt! Setup Assistant