Robotické rameno ROS MoveIt: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Toto bude séria článkov o výrobe robotického ramena ovládaného pomocou ROS (robotický operačný systém) a MoveIt. Ak sa zaujímate o robotiku, ROS je skvelý rámec, ktorý vám pomôže rýchlejšie postaviť lepšie roboty. Umožňuje vám znova použiť balíky pre rôzne robotické systémy (počítačové videnie, kinematika, plánovanie cesty, SLAM atď.), Ktoré vytvorili iní ľudia. ROS je skvelý, ale bohužiaľ má strmú krivku učenia.

Tento tutoriál je teda podrobným sprievodcom vytvorením vašej prvej robotickej paže s plánovaním pohybu, zameraného na vyššie začiatočnícke a stredne pokročilé úrovne. Predpokladám, že nemáte žiadne znalosti ROS, ale máte aspoň základné znalosti programovania v jazykoch Linux a Python a Arduino.

Krok 1: Pripravte si prostredie

Moje vývojové prostredie je Ubuntu 16.04 LTS spustené vo virtuálnom boxe (hostiteľský počítač Windows 10). Ak chcete spustiť Ubuntu na VM, je to v poriadku, môžem potvrdiť, že ROS Kinetic funguje, aj keď s určitými zvláštnosťami (najmä 3D akcelerácia a podpora USB). Ak máte pravidelnú inštaláciu Ubuntu, bude to fungovať lepšie.

Poznámka: Na Raspberry Pi môžete nainštalovať ROS, ale bohužiaľ nie je dostatočne výkonný na spustenie simulácií v Rviz, nieto v Gazebo.

1) Nainštalujte ROS Kinetic. Postupujte podľa tohto návodu, ako nainštalovať ROS Kinetic na Ubuntu 16.04.

2) Nainštalujte MoveIt. Pohni sa! je balík pre ROS na mobilnú manipuláciu, t.j. robotické ramená.

3) Skontrolujte, či všetko funguje. Utekaj

roslaunch panda_moveit_config demo. spustenie rviz_tutorial: = pravda

Ak chcete, prejdite si základný návod Moveit

4) Budete si musieť nainštalovať aj balík urdf_tutorial, ktorý použijeme na vizualizáciu prebiehajúcej práce.

sudo apt-get install ros-kinetic-urdf-tutorial

Krok 2: Vytvorte súbor Urdf

Ak ste sa riadili návodom na rýchly štart MoveIt, mali by ste vo svojom domovskom adresári vytvoriť pracovný priestor catkin (názov pracovného priestoru sa môže líšiť, predvolene z tutoriálu moveit je ws_moveit). Choďte na ~ ws_moveit/src a klonujte tam moje replikátory github.

github.com/AIWintermuteAI/ros-moveit-arm.git

Ak používate rovnaké robotické rameno ako ja alebo si len chcete zacvičiť, môžete nechať súbor urdf bezo zmeny, inak ho budete musieť zmeniť tak, aby zodpovedal modelu ramena, ktorý máte.

Tu je stručné vysvetlenie súboru urdf, pričom môj príklad a model robota v rviz vám pomôžu lepšie porozumieť a požiadať o napísanie vlastného súboru urdf

odkazy sú časti robota, napríklad zápästie alebo platforma. Majú nasledujúce vlastnosti:

slúži na vizuálne znázornenie v domove a altánku. Používa vysokokvalitné siete

slúži na kontrolu kolízií počas plánovania cesty. Odporúča sa používať siete nízkej kvality, ale kvôli tutoriálu používam to isté ako pre vizuály.

kĺby v urdf sú spojenia medzi odkazmi, ktoré opisujú, ako sú navzájom umiestnené a ako sa pohybujú. Majú nasledujúce vlastnosti:

smer otáčania kĺbu (pozdĺž osi x, y alebo z)

minimálny a maximálny stupeň spoja v radiánoch. Platí iba pre spoje typu "otáčavé" (spojité "kĺby nemajú žiadne obmedzenia, pretože sa otáčajú nepretržite)

poloha kĺbu vzhľadom na pôvod

opisuje, ktoré dva články sú spojené s kĺbom

Ak používate rovnaké robotické rameno ako ja, budete musieť skopírovať 3D siete ramena do priečinka balíka urdf_tutorial. Vykonajte to pomocou tohto príkazu

sudo cp/opt/ros/kinetický/share/urdf_tutorial/siete/

Ak používate vlastné siete, uistite sa, že sú sústredené okolo pôvodu (xyz 000 vo vašom obľúbenom softvéri na 3D modelovanie), než ich exportujete do binárneho (!) Stl formátu.

Teraz môžete spustiť rviz a vizualizovať výsledky pomocou tohto príkazu

roslaunch urdf_tutorial display.launch model: = arm.urdf

(spustite ho z priečinka so súborom urdf, ktorý ste práve vytvorili)

Skontrolujte kĺby a spoje a uistite sa, že sa otáčajú a sú umiestnené presne tak, ako majú. Ak je všetko v poriadku, prejdite na ďalší krok.

Krok 3: Vytvorte konfiguráciu robota pomocou sprievodcu nastavením MoveIt

Teraz, keď je váš súbor urdf pripravený, je čas ho previesť na konfiguračný balík robota.

Spustite MoveIt Setup Assistant nasledujúcim príkazom

roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

Tento proces je veľmi dobre popísaný v oficiálnom návode MoveIt, ktorý nájdete tu

Po vytvorení konfiguračného balíka prejdite do priečinka catkin workspace a spustite ho

výroba mačiek

na zostavenie balíka. Teraz ho môžete spustiť pomocou nasledujúceho príkazu

roslaunch my_arm_xacro demo. spustenie rviz_tutorial: = pravda

kde budete musieť zmeniť „my_arm_xacro“na názov svojho balíka.

Krok 4: Hotovo

Ak ste balík úspešne spustili, uvidíte svoj model robota s interaktívnymi značkami. Budete to môcť ovládať v simulácii pomocou značiek a potom stlačením „Plánovať a vykonať“kinematický riešiteľ nájde správnu cestu do požadovaného stavu.

To bol prvý krok, vytvorili sme model nášho robotického ramena a dokážeme zozbierať silu ROS na výpočet a vykonanie pohybu v simulácii! Ďalší krok - urobte to so skutočným robotom, na to budeme potrebovať napísať jednoduchý ovládač robota …