ROS探索总结-60.搭建仿真环境一样玩转ROS机械臂

ROS探索总结-60.搭建仿真环境一样玩转ROS机械臂

说明：

• 本章介绍如何搭建仿真环境一样玩转ROS机械臂

正文

• 本讲我们将从以下三个部分进行讲解。

• 首先是ROS中针对控制器功能的ros_control。

• 在应用层面，ROS中有Navigation、SLAM、MoveIt!等众多功能，但这些功能输出的速度、轨迹到底该如何与真实机器人结合，这是很多ROS开发者的疑惑，ros_control就是为实现这里的控制中间件而诞生的。

• ros_control提供了一系列针对控制器的功能，由Controller Manager管理众多控制器，控制器内的主要功能是基于PID的闭环控制。为满足不同硬件的扩展，ros_control还设计了一个硬件抽象层，将软件算法和硬件接口剥离。

• ros_control提供了常用的控制器，如位置控制、速度控制、力控制，还有一个虽然没有控制功能，但依然称为controller的关节状态控制器，完成机器人关节状态的周期反馈。

• 将模型放入Gazebo仿真之前，还需要确认或添加以下模块。

• 首先检查模型中的每个link是否都添加了惯性参数和碰撞属性。

• 然后为每个运动的joint配置传动装置，传动装置可以理解为是电机+减速机，这里我们为机械臂的六个关节配置了位置控制接口的传动装置。

• 为了将模型的传动装置转起来，还需要添加gazebo中的控制器插件，具体参数通过后续的讲解添加。

• 确认以上内容后，就可以把模型放置到仿真环境中了，使用如下launch文件加载模型到Gazebo中。

• 运行仿真环境后，可以看到机械臂已经成功加载到Gazebo中，但此时的机械臂还无法运动。

• 第三个部分，我们就来介绍如何让机械臂动起来。

• 在动之前，我们应该了解MoveIt!控制机械臂的整体架构，大家可以参考下图，这也是我们系列课程最重要的一页PPT，理解了这张图才能更好的将MoveIt!应用于真实机器人/仿真的开发。

• MoveIt!+Gazebo仿真架构与上图一致，重点是完成控制接口两端的Follow Joint Trajectory、Joint Trajectory Controller、Joint State Controller配置。

• 先来配置Gazebo端的Joint Trajectory Controller，这是action通信的server端，其中的关节名称必须要与机器人模型中的joint名称一致，并通过launch文件加载配置参数并启动控制器。

• 然后是Joint State Controller的配置，以50Hz的频率发布机器人的关节状态。

• 最后是MoveIt!端的Follow Joint Trajectory，作为action通信的client端，将Moveit!规划好的轨迹发给Gazebo。

• 以上配置的各种controller，通过如下launch文件一次启动。

• 配置完成后，就可以使用如下命令启动仿真系统了，会同时打开Gazebo和MoveIt!界面。

• 通过MoveIt!控制机械臂运动规划，Gazebo中的机械臂也将同步运动。

• 我们还可以通过话题消息看到MoveIt!规划得到的轨迹数据，轨迹点使用关节空间下的速度、位置、加速度进行描述。

• 以上就是本讲的内容概要，详细讲解过程和操作视频请见具体课程。