ROS moveit 机械臂逆运动

机械臂moveit编程（python）

因为机械臂逆运动是给定给定终端坐标系在世界坐标系中的位姿，然后让机械臂从起始位姿规划到目标位姿，因此相对于正运动，程序中需要设置设置终端link；设置坐标系；设置起始位姿和目标位姿。

程序流程：
1.初始化需要控制的规划组；
2.设置运动约束（可选）；
3.设置终端link；
4.设置坐标系；
5.设置起始位姿和目标位姿；
6.执行规划出的轨迹。

机械臂逆运动（Python）

程序如下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import rospy, sys
import moveit_commander
from moveit_msgs.msg import RobotTrajectory
from trajectory_msgs.msg import JointTrajectoryPoint

from geometry_msgs.msg import PoseStamped, Pose
from tf.transformations import euler_from_quaternion, quaternion_from_euler

class MoveItIkDemo:
    def __init__(self):
        # 初始化move_group的API
        moveit_commander.roscpp_initialize(sys.argv)
        
        # 初始化ROS节点
        rospy.init_node('moveit_ik_demo')
                
        # 初始化需要使用move group控制的机械臂中的arm group
        arm = moveit_commander.MoveGroupCommander('arm')
                
        # 获取终端link的名称
        end_effector_link = arm.get_end_effector_link()
                        
        # 设置目标位置所使用的参考坐标系
        reference_frame = 'base_link'
        arm.set_pose_reference_frame(reference_frame)
                
        # 当运动规划失败后，允许重新规划
        arm.allow_replanning(True)
        
        # 设置位置(单位：米)和姿态（单位：弧度）的允许误差
        arm.set_goal_position_tolerance(0.01)
        arm.set_goal_orientation_tolerance(0.05)
        
        # 控制机械臂先回到初始化位置
        arm.set_named_target('home')
        arm.go()
        rospy.sleep(2)
               
        # 设置机械臂工作空间中的目标位姿，位置使用x、y、z坐标描述，
        # 姿态使用四元数描述，基于base_link坐标系
        target_pose = PoseStamped()
        target_pose.header.frame_id = reference_frame
        target_pose.header.stamp = rospy.Time.now()     
        target_pose.pose.position.x = 0.2593
        target_pose.pose.position.y = 0.0636
        target_pose.pose.position.z = 0.1787
        target_pose.pose.orientation.x = 0.70692
        target_pose.pose.orientation.y = 0.0
        target_pose.pose.orientation.z = 0.0
        target_pose.pose.orientation.w = 0.70729
        
        # 设置机器臂当前的状态作为运动初始状态
        arm.set_start_state_to_current_state()
        
        # 设置机械臂终端运动的目标位姿
        arm.set_pose_target(target_pose, end_effector_link)
        
        # 规划运动路径
        traj = arm.plan()
        
        # 按照规划的运动路径控制机械臂运动
        arm.execute(traj)
        rospy.sleep(1)
         
        # 控制机械臂终端向右移动5cm
        arm.shift_pose_target(1, -0.05, end_effector_link)
        arm.go()
        rospy.sleep(1)
  
        # 控制机械臂终端反向旋转90度
        arm.shift_pose_target(3, -1.57, end_effector_link)
        arm.go()
        rospy.sleep(1)
           
        # 控制机械臂回到初始化位置
        arm.set_named_target('home')
        arm.go()

        # 关闭并退出moveit
        moveit_commander.roscpp_shutdown()
        moveit_commander.os._exit(0)

if __name__ == "__main__":
    MoveItIkDemo()

重要API整理

第一步初始化：与前面正运动初始化一样。

end_effector_link = arm.get_end_effector_link()

第二步：获取机械臂的终端link

reference_frame = 'base_link'
arm.set_pose_reference_frame(reference_frame)

第三步设置参考系：逆运动的位姿需要在笛卡尔坐标下描述，因此将base_link设置为指定的参考坐标系。

arm.set_named_target('home')
arm.go()
rospy.sleep(2)

arm.set_start_state_to_current_state()

第四步设置起始位姿：先将机械臂回到home位姿，然后设置该位姿为运动的起始位姿。

target_pose = PoseStamped()
target_pose.header.frame_id = reference_frame
target_pose.header.stamp = rospy.Time.now()     
target_pose.pose.position.x = 0.2593
target_pose.pose.position.y = 0.0636
target_pose.pose.position.z = 0.1787
target_pose.pose.orientation.x = 0.70692
target_pose.pose.orientation.y = 0.0
target_pose.pose.orientation.z = 0.0
target_pose.pose.orientation.w = 0.70729

arm.set_pose_target(target_pose, end_effector_link)

第五步设置运动终点位姿：x,y,z描述end_effector_link在base_link坐标系下的空间位置；x,y,z,w四元数描述end_effector_link在base_link坐标系下的空间姿态。

traj = arm.plan()
arm.execute(traj)

第六步规划与执行：arm.plan（）规划一条起始位姿到终点位姿的路径traj, arm.execute(traj)执行该路径。

arm.shift_pose_target(1, -0.05, end_effector_link)
arm.go()
rospy.sleep(1)
  
arm.shift_pose_target(3, -1.57, end_effector_link)
arm.go()
rospy.sleep(1)

除了使用PoseStamped描述位姿并规划外，还可以使用shift_pose_target实现单轴方向上的目标设置与规划；
第一个参数：描述机器人在六个自由度中实现哪一种运动，0，1，2，3，4，5分别表示xyz三个方向的平移与旋转。
第二个参数：描述机器人移动或旋转的量，单位为m或者弧度。
第三个参数：描述该运动针对的对象。

下图是运行结果：

上述结果如果机械臂带夹爪会一直规划不出来，去掉夹爪运行没有问题，我也不明白是哪里出现问题了。

如果带上夹爪规划，会出现这样的信息

还请会的大佬帮忙看看咋回事。