ROS中阶笔记（九）：Movelt！机械臂控制
ROS中阶笔记（九）：Movelt！机械臂控制
文章目录
- 1 Movelt！系统架构
- 1.1 Movelt！是什么
- 1.2 系统架构
- 1.3 Movelt！使用步骤
- 2 创建机械臂模型与配置文件
- 2.1 创建机械臂模型
- 2.1.1 创建模型
- 2.1.2 模型可视化
- 2.2 创建配置文件Movelt!Setup Assistant
- 2.3 demo
- 3 Movelt！编程学习
- 3.1 编程接口
- 3.2 编程方法
- 4 Gazebo机械臂仿真
- 4.1 关节轨迹控制器
- 4.2 Movelt！控制器
- 4.3 仿真环境
- 5 ROS-I框架介绍
- 6、参考资料
1 Movelt！系统架构
1.1 Movelt！是什么
- 一个易于使用的集成化开发平台
- 由一系列移动操作的功能包组成
· 运动规划
· 操作控制
· 3D感知
· 运动学
· 控制与导航算法 - 提供友好的GUI
- 可应用于工业、商业、研发和其他领域
- ROS社区中使用度排名前三的功能包
1.2 系统架构
1.3 Movelt！使用步骤
- 组装：创建机器人URDF模型
- 配置：使用Movelt！Setup Assistant工具生成配置文件
- 驱动：添加机器人控制器插件（controller）
- 控制：Movelt！控制机器人运动（算法仿真、物理仿真）
可参考《Mastering ROS for Robotics Programming》、《ros by example vol2》
2 创建机械臂模型与配置文件
2.1 创建机械臂模型
（~/catkin_ws/src/marm_description/urdf/arm.xacro，六轴机械臂的模型文件）
2.1.1 创建模型
（~/catkin_ws/src/marm_description/urdf/arm.xacro，六轴机械臂的模型文件，6个joint，7个link）
1、宏定义（材料定义、属性定义、惯性矩阵定义）
2、link与joint
-
link
·visual
·collision
·inertial -
joint
3、gazebo属性（颜色设置、传动接口、controller插件）
2.1.2 模型可视化
（~/catkin_ws/src/marm_description/launch/view_arm.launch）
模型可视化
$ roslaunch marm_description view_arm.launch
2.2 创建配置文件Movelt!Setup Assistant
启动Movelt!Setup Assistant之前，先启动roscore；
$ roscore
$ rosrun moveit_setup_assistant moveit_setup_assistant # 启动Movelt!Setup Assistant
- Start：加载模型文件
- Self-Collisions：采样一系列的检测点，检测机械臂的各个关节在运动时候是否会发生碰撞（默认一万采样点）
- 只需点击Generate Collision Matrix，自动完成数据采样和计算。
- Virtual Joints：虚拟关节
- Planning Groups：运动规划组（核心）
- Robot Poses：自定义姿态点位
- End Effectors：终端夹具配置
- Passive Joints：不需要考虑的主关节；
- Author Information：作者信息
- Configuration Files：生成配置文件
2.3 demo
roslaunch marm_moveit_config demo.launch # 启动demo
1、拖动规划（鼠标拖动）
2、随机目标点规划（random valid）
3、设置初始位姿
4、加入场景物体（Import File——选择文件——Open）
5、碰撞检测
3 Movelt！编程学习
3.1 编程接口
3.2 编程方法
1、关节空间规划历程
roslaunch marm_moveit_config demo.launch
rosrun marm_planning moveit_fk_demo.py
2、工作空间规划历程
roslaunch marm_moveit_config demo.launch
rosrun marm_planning moveit_ik_demo.py
3、笛卡尔路径规划
roslaunch marm_moveit_config demo.launch
rosrun marm_planning moveit_cartesian_demo.py_cartesian:=True （走直线）
rosrun marm_planning moveit_cartesian_demo.py_cartesian:=False （走曲线）
4、避障规划
roslaunch marm_moveit_config demo.launch
rosrun marm_planning moveit_obstacles_demo.py
4 Gazebo机械臂仿真
4.1 关节轨迹控制器
Joint Trajectory Controller
- 线性样条：位置连续，速度、加速度不连续。
- 三次样条：位置和速度连续，加速度不连续。
- 五次样条：位置、速度、加速度都连续。
针对gazebo的配置，编写yaml配置文件，使用launch文件启动控制器；
marm_gazebo/config/trajectory_control.yaml
marm_gazebo/launch/arm_trajectory_controller.launch
4.2 Movelt！控制器
针对Movelt配置
marm_moveit_config/config/controllers.yaml
marm_moveit_config/launch/arm_moveit_controller_manager.launch
4.3 仿真环境
1、仿真环境文件
marm_gazebo/launch/arm_world.launch
2、启动仿真环境（启动所有需要的launch文件）
$ roslaunch marm gazebo arm_bringup_moveit.launch # 启动仿真环境
通过Movelt！控制机械臂运动，gazebo仿真环境和rviz中的机器人状态保持一致
5 ROS-I框架介绍
6、参考资料
《Mastering ROS for Robotics Programming》
《ros by example vol 2》
微信公众号：喵哥解说
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