MoveIt!入门教程-创建库卡机械臂LWR的MoveIt!配置包

MoveIt!入门教程-创建库卡机械臂LWR的MoveIt!配置包

说明

• 介绍如何从URDF模型创建机器臂的MoveIt!配置包
• 介绍库卡固定底座7自由度的机械臂

准备

• MoveIt安装

步骤

• 制作URDF模型包，下载库卡7自由度的机械臂的URDF模型，点击查看github下载，新建目录存放代码库

$ cd ~
$ git clone https://github.com/openhumanoids/exotica.git
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg lwr_description
$ cd lwr_description
$ mkdir urdf
$ sudo cp ~/exotica/examples/sovlers/ik_solver_demo/resources/lwr_simplified.urdf .

• 打开配置助手：

$ roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

• 载入模型：
  

  • 点击Create New MoveIt Configuration Package来创建新的配置包
  • 选择urdf,路径~/catkin_ws/src/lwr_description/urdf/lwr_simplified.urdf
  • 然后点击Load Files

• 配置Self-Collisions(自冲突)：
  

• 创建碰撞免检矩阵(Avoid Collision Matrix, ACM)

• 点击一下'Regenerate Default Collision Matrix'就可以了

• 配置Virtual Joints(虚拟关节)：
  

  • Virtual Joint Name我们命名为'world_joint'

  • 'Child Link'指的是我们要把‘世界’和机器人连接的那个部位，选择基座'base'

  • 'Parent Frame Name'，是世界坐标系的名称，一般叫'world_frame'

  • 关节类型，有三种 Joint Type, Planar，Floating

  • 关节类型：

    • Fixed,代表机器人相对于世界是固定的。
    • Planar,指的是平面移动底座(xy平面+角度)，用于移动机器人比如PR2
    • Floating, 指的是浮动基座(xyz position+orientation)，比如类人机器人

  • 这里我们选择固定Fixed. 代表机器人相对于世界是固定的。

• 配置Planning Groups(规划组)：
  
  

  • 选项说明:

    • Group Name: 组名，这里叫Arm。
    • Kinematic Solver: 运动学求解工具，这个就是负责求解正向运动学(Forward Kinematics)和逆运动学(IK)的。
    • 一般我们选用KDL， The Kinematics and Dynamics Library。
    • 这是一个运动学与动力学的库，可以很好的解决6自由度以上的单链机械结构的正逆运动学问题。
    • 你也可以用其他IK Solver, 比如SRV或者IK_FAST，甚至你可以自己开发新的Solver然后插入进来。
    • Kin. Search Resolution: 关节空间的采样密度
    • Kin. Search TImeout: 求解时间
    • Kin. Solver Attempts: 求解失败尝试次数，一般来说这三项使用默认值就可以。

  • 创建这个组群，有很多不同的方法：

    • Add Joints, Add Links, Add Kin. Chain, Add Subgroups。
    • 我们这里选择'Add Kin. Chain'，这样我们可以清楚的看到整个机器人的机械机构。
    • 在正中方我们可以看到这个机械臂的结构，一个link接着一个link。
    • 下方我们可以看到有'Base Link'和'Tip Link'，
    • 我们选择'lwr_arm_

  • 然后点击Save，这样一个规划组就创建好了。

  • 同样的，我们可以再创建一个手的组群(Hand)，这一次我们用Add Links，然后选择'lwr_arm_7_link'。

  • Kinematic Solver为none

  • Kin. Search Resolution,Kin. Search TImeout,Kin. Solver Attempts保持默认值。

• 配置Robot Poses(机器人位姿)：
  

  • 创建预设的机器人位姿
  • 点击‘Add Pose’，我们为机械臂创建一个向上直立的位姿UpRight，选择Planning Group为Arm。
  • 可以看到很多滚动条，全设为0就是垂直向上的位姿。
  • 然后点击保存。

• 配置End Effectors(末端执行器)
  

  • 末端执行器，就是机械臂的手，以后用来在工作环境中直接控制的部位。
  • 添加一个叫做HandEff的终端控制器，End Effector Group选择之前创建好的Hand。
  • Parent_Link选择机械臂的最后一个肢体lwr_arm_7_link。
  • Parent Group选择Arm。

• 配置Passive Joints(被动关节)：

  • 被动关节，就是指现实中不配置电机的关节。
  • 也就是不会出现在机器人的Joint State Msg里，以避免MoveIt与JointState出现匹配错误。
  • LWR机械臂并没有此类被动关节，跳过。

• 生成Configuration Files(配置文件)：
  

  • 在Configuration Package Save Path里面选择一个保存地址
  • 一般我们把他放在catkin_ws/src/lwr_moveit_config
  • 然后点击Generate Package
  • 至此，完整的机械臂MoveIt!配置包就创建好了

编译

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make

运行

• 启动roscore

$ roscore

• 启动配置包

$ roslaunch lwr_moveit_config demo.launch

参考：

• roswiki