《鸿蒙机器人编程》课件-6-机械臂仿真系统

机械臂仿真系统课程内容1.完善机器人模型中的物理属性2.ROS中控制器ros_control3.Gazebo构建机械臂仿真系统4.MoveIt!+Gazebo构建机械臂仿真系统2©NXROBO20221.完善机器人模型中的物理属性——在Gazebo显示机器人3©NXROBO2022要在Gazebo软件里显示机器人，需要修改URDF机器人模型描述文件：添加collision标签：在仿真环境中必然涉及到碰撞检测，collision标签提供用于碰撞检测的几何体信息，在<link>标签内添加。添加inertial标签：该标签标注了机器人某个刚体部件的惯性矩阵，用于一些动力学相关的仿真计算，在<link>标签内添加。颜色设置：在Gazebo仿真中没有透明度这一设置，为此需要重新使用gazebo标签标注颜色。必需1.完善机器人模型中的物理属性4©NXROBO2022第一步：为

link

添加惯性参数和碰撞属性1.完善机器人模型中的物理属性5©NXROBO2022第二步：为

link

添加

gazebo

标签设置材质1.完善机器人模型中的物理属性6©NXROBO2022编写launch文件marm_world.launch，在gazebo中加载机器人模型1.完善机器人模型中的物理属性7©NXROBO2022$

roslaunch

marm_gazebo

marm_world.launch启动仿真环境建议

：为保证模型顺利加载，请提前将模型文件库下载并放置到

~/.gazebo/models

下

/osrf/gazebo_models/downloads/只能看到机器人，但无法让机器人运动2.ROS中的控制器ros_control8©NXROBO2022ros_control

是什么？

ROS

为开发者提供的机器人控制中间件

包含一系列控制器接口、传动装置接口、硬件接口、控制器工具箱等等

可以帮助机器人应用功能包快速落地，提高开发效率2.ROS中的控制器ros_control9©NXROBO20222.ROS中的控制器ros_control10©NXROBO2022控制器（

Controllers

）：

joint_state_controller

joint_effort_controllerjoint_velocity_controller

joint_position_controllerjoint_trajectory_controllers

可参考：

/ros-controls/ros_control/wiki/controller_interface2.ROS中的控制器ros_control11©NXROBO2022控制器管理器

提供一种通用的接口来管理不同的控制器。控制器

读取硬件状态，发布控制命令，完成每个joint的控制。硬件资源

为上下两层提供硬件资源接口。机器人硬件抽象

机器人硬件抽象和硬件资源直接打交道，通过write和read方法完成硬件操作。真实机器人

执行接收到的命令。3.Gazebo构建机械臂仿真系统12©NXROBO2022MoveIt!操控机械臂的数据流13©NXROBO2022第一步：修改URDF机器人模型文件添加transmission标签：为活动的关节添加传动，在<joint>标签内添加。加载gazebo_ros_control插件，在<gazebo>标签内添加。第二步：编写controller的参数文件JointTrajectoryController参数文件JointStateController参数文件第三步：在launch文件中加载相关controller加载控制器参数加载控制器3.Gazebo构建机械臂仿真系统14©NXROBO20223.Gazebo构建机械臂仿真系统第一步：修改URDF机器人模型文件——为

joint

添加传动装置15©NXROBO2022<robotNamespace>

：机器人的命名空间第一步：修改URDF机器人模型文件——添加gazebo控制器插件3.Gazebo构建机械臂仿真系统16©NXROBO2022关节轨迹控制器线性样条：位置连续，速度、加速度不连续。三次样条：位置和速度连续，加速度不连续。五次样条：位置、速度、加速度都连续。marm_gazebo/config/trajectory_control.yaml3.Gazebo构建机械臂仿真系统第二步：编写controller的参数文件——JointTrajectoryController参数3.Gazebo构建机械臂仿真系统——配置控制器参数17©NXROBO2022设置关节状态控制：JointStateController设置关节位置控制器：JointPositionControllermarm_gazebo/config/marm_gazebo_control.yaml第二步：编写controller的参数文件

——JointTrajectoryController参数3.Gazebo构建机械臂仿真系统——加载控制器参数18©NXROBO2022marm_gazebo/launch/marm_gazebo_control.launch(1)第三步：在launch文件中加载相关controller3.Gazebo构建机械臂仿真系统——加载控制器参数19©NXROBO2022第三步：在launch文件中加载相关controllermarm_gazebo/launch/marm_gazebo_control.launch(2)20©NXROBO20223.Gazebo构建机械臂仿真系统——启动仿真启动仿真系统

$

roslaunch

marm_gazebo

marm_gazebo_control.launch21©NXROBO20223.Gazebo构建机械臂仿真系统——启动仿真制器插件加载成功的日志信息查看

controller

订阅的控制命令话题22©NXROBO20223.Gazebo构建机械臂仿真系统——启动仿真$

rostopic

pub

/marm/joint2_position_controller/command

std_msgs/Float64

1.0控制单轴运动23©NXROBO20223.Gazebo构建机械臂仿真系统——启动仿真$

rostopic

echo

/marm/joint_states监控机器人状态24©NXROBO20224.MoveIT!+Gazebo构建机械臂仿真系统——配置控制器25©NXROBO20224.MoveIT!+Gazebo构建机械臂仿真系统——配置控制器26©NXROBO20224.MoveIT!+Gazebo构建机械臂仿真系统——配置控制器编写launch文件：marm_gazebo/launch/marm_bringup_moveit.launch27©NXROBO20224.MoveIT!+Gazebo构建机械臂仿真系统——启动仿真启动仿真系统

$

roslaunch

marm_gazebo

marm_bringup_moveit.launch28©NXROBO20224.MoveIT!+Gazebo构建机械臂仿真系统——启动仿真通过

MoveIt!

控制机械臂运动，

gazebo

仿真环