ROS进阶教程|【ROS进阶篇】第九讲 基于Rviz和Arbotix控制的机器人模型运动

【ROS进阶篇】第九讲 基于Rviz和Arbotix控制的机器人模型运动 ROS进阶教程|【ROS进阶篇】第九讲 基于Rviz和Arbotix控制的机器人模型运动
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文章目录

  • 【ROS进阶篇】第九讲 基于Rviz和Arbotix控制的机器人模型运动
  • 前言
  • 一、Arbotix功能包介绍
    • 1. 基本简介:
    • 2. 安装教程:
  • 二、控制运动流程
    • 1. 准备工作
    • 2. 编写并启动launch文件
  • 总结

前言 在上一节博客中我们系统的学习了对于URDF文件的编程优化方法,即Xacro,一种XML的优化语言,通过对于基本概念、语法详解、代码实例的讲述了解了如何提升URDF文件的复用性、安全性和高效性,本节文章主要介绍在Rviz环境下如何使用Arbotix控制机器人模型运动。ROS进阶教程|【ROS进阶篇】第九讲 基于Rviz和Arbotix控制的机器人模型运动
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一、Arbotix功能包介绍
  • 问题引入:
在先前的研究中,我们通过URDF文件实现了静态创建机器人模型,并可以通过可视化软件Rviz观察并实现基本操作,那么想要进一步的仿真操作,就一定需要完成对于机器人模型的运动控制,这里就引入一个对应的功能包来完成目标要求。
1. 基本简介:
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Arbotix:Arbotix 是一款控制电机、舵机的控制板,并提供相应的 ros 功能包,这个功能包的功能不仅可以驱动真实的 Arbotix 控制板,它还提供一个差速控制器,通过接受速度控制指令更新机器人的 joint 状态,从而帮助我们实现机器人在 rviz 中的运动。
注:此差速控制器位于python程序包中,完整程序包还包括多种控制器,对应电机、机械臂和夹持器等;

2. 安装教程:
  1. 命令行直接调用:
sudo apt-get install ros-noetic-arbotix

  1. git安装源码:
git clone https://github.com/vanadiumlabs/arbotix_ros.git

\qquad 在下载后调用catkin_make编译完成即可;
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二、控制运动流程
1. 准备工作
  • 创建功能包,并编写URDF文件/通过Xacro进行优化
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  • 添加Arbotix配置:配置文件control.yaml如下
# 该文件是控制器配置,一个机器人模型可能有多个控制器,比如: 底盘、机械臂、夹持器(机械手).... # 因此,根 name 是 controllercontrollers: { # 单控制器设置 base_controller: { #类型: 差速控制器 type: diff_controller, #参考坐标 base_frame_id: base_footprint, #两个轮子之间的间距 base_width: 0.2, #控制频率 ticks_meter: 2000, #PID控制参数,使机器人车轮快速达到预期速度 Kp: 12, Kd: 12, Ki: 0, Ko: 50, #加速限制 accel_limit: 1.0 } }


2. 编写并启动launch文件
  • 编写launch文件:
\qquad 基本要求:
\qquad 1. 调用了arbotix_python 功能包下的 arbotix_driver 节点
\qquad 2. 通过 file 加载配置文件获取机器人信息以便驱动运动实现
\qquad 3. 配置 sim 为 true,完成仿真环境要求


  • 启动launch文件:使用roslaunch命令即可
  • 配置Rviz:修改Fixed Frame以及TF、Odometry下的Topic设置为odom等
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  • 控制运动:此时话题/cmd_vel出现,故我们可以通过发布话题消息或者输入命令完成运动控制,效果如下:
rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0.5}}'

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注意:想要进一步操作可以修改Rviz的设置:
  1. 显示小车运动方向:将Odometry下status下的topic修改为/odom;
  2. 更改运动方向表示的箭头:将Odometry下shape的shaft radius进行修改;
  3. 显示机器人坐标系:开启TF箭头;

总结
  • 声明:本节博客部分参考了CSDN用户赵虚左的ROS教程,本文主要内容是使用Arbotix功能包在Rviz环境下完成对于机器人静态模型的运动控制,从基本简介、安装教程到最后的实际控制示例,从实践中深入浅出,体会如何实际控制机器人运动。下节将会介绍在Gazebo中的机器人模型仿真,敬请期待。
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