ROS编程应用二

一、机械臂

1、Movelt系统架构

参考资料：http://moveit.ros.org

安装：sudo apt-get install ros-kinetic-moveit

1、简介

• 是一个易于使用的集成开发平台

• 功能组成

  • 运动规划

  • 操作控制

  • 3D感知

  • 运动学

  • 控制与导航算法

  • ---

2、系统架构

• 用户接口
  • 提供C++/Python接口(C++使用move_group_interface包提供的API，Python使用moveit_commander提供的API)
  • GUI：使用Movelt的rviz插件
• ROS参数服务器
  • URDF：robot_description参数，获取机器人URDF模型的描述信息
  • SRDF：robot_description_semantic参数，获取机器人模型的配置信息
  • config：机器人的其他配置信息，如：关节限位，运动学插件、运动学规划插件
• 机器人：
  • Topic和Action通信

• 运动规划器结构
  • 约束条件
    • 位置约束：限制link的运动区域
    • 方向约束：限制link的运动方向(roll、pitch、yaw)
    • 可见约束：限制link上的某点在某区域的可见性(通过视觉传感器)
    • joint：限制joint的运动范围
    • 用户定义约束：用户通过回调函数自定义所需的约束条件
  • 适配器
    • FixStartStateBounds：修复joint的初始极限
    • FixWorkspaceBounds:设置一个默认尺寸的工作空间
    • FixStartStateCollision:修复碰撞配置文件
    • FixStartStatePathConstraints:找到满足约束的姿态作为机器人的初始姿态
    • AddTimeParameterization:为空间轨迹进行加速、加速度约束、为每个轨迹点加入速度、加速度、时间等参数

• 规划场景模块的结构

  • 监听信息

    • 状态信息(State Information)：机器人的关节话题joint_states
    • 传感器信息(Sensor Information)：机器人的传感器数据
    • 外界环境信息(World geometry information):通过传感器建立的周围环境信息

• 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：添加机器人控制插件
  • 控制：Movelt！控制机器人的运动（算法仿真、物理仿真）
  • 参考书 <ros by example vol 2>

2、创建机械臂模型与配置文件

1、创建机械臂模型

• 宏定义
  *
  *
• 
• 运行 roslaunch marm_description view_arm.launch

2、创建配置文件–Movelt！Setup Assistant

• 启动Movelt!Setup Assistant

  • rosrun moveit_setup_assistant moveit_setup_assistant

  • 加载arm.xacro文件

  • 设置碰撞检测采样点

• 机械臂规划组Planning Groups

• 自定义点位

• 配置终端夹臂

3、Movelt编程基础

• 编程接口

• 关节空间规划

• 避障规划

4、Gazebo机械臂仿真

5、ROS-I框架介绍