ROS2极简总结-MoveIt2
用于 ROS 2 的 MoveIt 运动规划框架。
The MoveIt Motion Planning Framework for ROS 2.
MoveIt2功能
- 运动规划
- 生成高自由度轨迹
- 可在杂乱的环境中运动并避免局部最小值
- 操纵
- 通过抓取生成分析环境并与环境交互
- 逆向运动学
- 求解给定姿势的关节位置，也适用于过度制动的手臂中
- 控制
- 使用通用接口对低级硬件控制器执行时间参数化联合轨迹
- 3D 感知
- 使用 Octomaps 连接深度传感器和点云
- 碰撞检查
- 使用几何图元、网格纹理或点云避开障碍物
时间线
- 实时功能现已可用（ROS2）
- 专为生产而设计 - 同样支持研发
- 多平台：Linux、Windows、macOS 全部都支持！
里程碑
- M1：直接端口到 ROS2
- 将现有包完全迁移到 ROS2
- 利用 ROS2 功能：编译（ament）、中间件、日志记录、参数
- M2：实时支持
- 对传感器输入的反应式闭环控制
- 混合规划（全局和局部）
- 与控制器的零内存复制集成
- M3：充分利用ROS2
- MoveIt 节点的生命周期管理
- 利用 ROS2 组件节点
实时功能（M2）
在线机器人操作需要实时安全：
- 通过力、扭矩与环境进行复杂的相互作用
- 推、抛、拧
- 启用：
- 反应式闭环控制
- 高速率联合命令流（例如 >1 kHz）
- 低延迟和可靠的传感器->控制管道
使用 MoveItCpp 改进 MoveIt 1
直接访问核心 MoveIt 组件
- 支持多个规划管道
- 支持运行多个机器人
- 更灵活的配置
利用 ROS2 组件节点获得更好的性能
全局规划
- 优点：
- 围绕复杂的障碍物进行规划
- 避免陷入局部最小值
- 完成：如果存在，将找到解决方案
- 缺点：
- 较慢的计算时间
- 非实时
- 不确定
局部规划
- 优点
- 快速/反应式
- 确定性的
- 非常适合视觉伺服
- 缺点
- 陷入局部最小值
- 更少的碰撞安全保障
核心概念
- 机器人状态
- 包含几何信息和关节值
- 当前状态监视器
- 通过订阅 /joint_states（由驱动程序提供）更新机器人状态
- 规划场景
- 碰撞检查和约束检查
- 规划场景监视器
- 通过 ROS 接口更新规划场景
- 控制器接口
- 使用 FollowJointTrajectory 发布的规划轨迹（由驱动程序使用）
MoveIt2 配置
- URDF - 通用机器人描述格式
- 安全控制器
- 用于碰撞检查的网格
- UR5 说明
- SRDF - 语义机器人描述格式
- 关节组（关节和连杆的集合）
- 作为关节、连杆或串联链
- 虚拟和被动关节
- 机器人姿势
- 自碰撞
- UR5 SRDF
- 关节组（关节和连杆的集合）
- 其他配置
- 关节限制、运动学和运动规划插件
MoveItCpp API
// \brief load the robot model,
// configure the planning pipeline from ROS2 parameters and
// initialize defaults
moveit_cpp_ = std::make_shared<moveit::planning_interface::MoveItCpp>(node_);
// \brief associated to a planning group
// used to setup the motion plan request and
// call the low-level planner
moveit::planning_interface::PlanningComponent arm("ur5_arm", moveit_cpp_);
/** \brief Set the goal constraints generated from target pose and robot link */
geometry_msgs::PoseStamped target_pose1;
target_pose1.header.frame_id = "base_link";
target_pose1.pose.orientation.w = 1.0;
target_pose1.pose.position.x = 0.28;
target_pose1.pose.position.y = -0.2;
target_pose1.pose.position.z = 0.5;
arm->setGoal(target_pose1, "ee_link");
/** \brief Set the goal constraints generated from a named target state */
arm->setGoal("ready");约束规划
用于如下场合：
- 约束机器人运动
- 定义规划目标
kinematic_constraints::JointConstraint
kinematic_constraints::OrientationConstraint
kinematic_constraints::PositionConstraint
kinematic_constraints::VisibilityConstraint例如： 使用为机器人上的连杆指定的路径约束进行规划
moveit_msgs::OrientationConstraint ocm;
ocm.link_name = "panda_link7";
ocm.header.frame_id = "panda_link0";
ocm.orientation.w = 1.0;
ocm.absolute_x_axis_tolerance = 0.1;
ocm.absolute_y_axis_tolerance = 0.1;
ocm.absolute_z_axis_tolerance = 0.1;将此设置为计划组的路径约束
moveit_msgs::Constraints test_constraints;
test_constraints.orientation_constraints.push_back(ocm);
move_group_interface.setPathConstraints(test_constraints);笛卡尔规划
- 末端执行器沿表面精确路径（焊接和喷漆应用）
- 为末端执行器指定的路径点列表
- MoveIt 现在支持实时和全局、碰撞感知的笛卡尔规划
理想的属性
完整性、约束不足、提前规划、实时
std::vector<geometry_msgs::Pose> waypoints;
waypoints.push_back(start_pose);
geometry_msgs::Pose way_pose;
waypoints.push_back(way_pose);
way_pose.position.y -= 0.2;
waypoints.push_back(way_pose); // right
way_pose.position.z += 0.2;
way_pose.position.y += 0.2;
way_pose.position.x -= 0.2;
waypoints.push_back(way_pose); // up and left现在用插值计算轨迹：
moveit_msgs::RobotTrajectory trajectory;
const double jump_threshold = 0.0;
const double eef_step = 0.01;
double fraction = move_group_interface.computeCartesianPath(waypoints, eef_step, jump_threshold, trajectory);更多内容参考：Github之moveit2。
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。
原始发表：2021/08/03 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
评论
登录后参与评论
推荐阅读
目录
相关产品与服务
消息队列 TDMQ
消息队列 TDMQ （Tencent Distributed Message Queue）是腾讯基于 Apache Pulsar 自研的一个云原生消息中间件系列，其中包含兼容Pulsar、RabbitMQ、RocketMQ 等协议的消息队列子产品，得益于其底层计算与存储分离的架构，TDMQ 具备良好的弹性伸缩以及故障恢复能力。
腾讯云开发者
