זרוע רובוטית ROS MoveIt: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

זו תהיה סדרת מאמרים בנושא יצירת זרוע רובוטית הנשלטת באמצעות ROS (מערכת הפעלה רובוטית) ו- MoveIt. אם אתה עוסק ברובוטיקה ROS היא מסגרת מצוינת שתעזור לך לבנות רובוטים טובים יותר מהר יותר. הוא מאפשר לך לנצל מחדש חבילות למערכות רובוט שונות (ראיית מחשב, קינמטיקה, תכנון נתיבים, SLAM וכו ') שאנשים אחרים יצרו. ROS הוא נהדר, אך למרבה הצער יש לו עקומת למידה תלולה.

אז הדרכה זו היא מדריך צעד אחר צעד להכנת הזרוע הרובוטית הראשונה שלך עם תכנון תנועה, המיועדת לרמות מתחילים ולרמה בינונית. אני מניח שאין לך ידע ב- ROS, אך יש לך ידע בסיסי ב- Linux ו- Python, מיומנויות תכנות Arduino.

שלב 1: הכינו את הסביבה שלכם

הסביבה שלי לפיתוח היא אובונטו 16.04 LTS הפועלת בקופסה וירטואלית (מחשב מארח Windows 10). אם אתה רוצה להריץ את אובונטו ב- VM זה בסדר, אני יכול לאשר ש- ROS Kinetic עובד, אם כי עם כמה מוזרויות (בעיקר האצת תלת -ממד ותמיכה ב- USB). אם יש לך התקנה קבועה של אובונטו, זה יעבוד טוב יותר.

הערה: אתה יכול להתקין ROS ב- Raspberry Pi, אך למרבה הצער הוא לא מספיק חזק כדי להריץ את הסימולציות ב- Rviz, שלא לדבר על Gazebo.

1) התקן את ROS Kinetic. עקוב אחר מדריך זה כיצד להתקין את ROS Kinetic באובונטו 16.04.

2) התקן את MoveIt. תזיז את זה! היא חבילה ל- ROS למניפולציה ניידת, כלומר זרועות רובוטיות.

3) בדוק אם הכל עובד. לָרוּץ

roslaunch panda_moveit_config demo.launch rviz_tutorial: = true

אם אתה רוצה, עברו על הדרכה בסיסית של moveit

4) יהיה עליך להתקין גם את חבילת urdf_tutorial, נשתמש בה כדי לדמיין את עבודתנו המתבצעת.

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

שלב 2: צור קובץ Urdf

אם עקבת אחר הדרכת ההתחלה המהירה של MoveIt היית צריך ליצור סביבת עבודה של catkin בספריית הבית שלך (שם סביבת העבודה עשוי להיות שונה, ברירת המחדל מההדרכה של moveit היא ws_moveit). עבור אל ~ ws_moveit/src ושכפל את ריפו github שלי שם.

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

אם אתה משתמש באותה זרוע רובוטית כמוני או שאתה רק רוצה לתרגל אתה יכול להשאיר את קובץ ה- urdf ללא שינוי, אחרת תצטרך לשנות אותו כך שיתאים לדגם הזרוע שיש לך.

להלן הסבר קצר על קובץ urdf, התבוננות בדוגמה שלי ובמודל הרובוט ב- rviz תעזור לך להבין אותו טוב יותר ולהגיש בקשה לכתיבת קובץ urdf משלך

הקישורים הם חלקי הרובוט, כמו פרק כף היד או פלטפורמה. יש להם את המאפיינים הבאים:

משמש לייצוג חזותי ב- rviz ובביתן. משתמש ברשתות איכותיות

משמש לבדיקת התנגשות במהלך תכנון שבילים. מומלץ להשתמש ברשתות באיכות נמוכה, אך למען ההדרכה אני משתמשת בדומה לזו של ויזואלית.

המפרקים ב- urdf הם חיבורים בין קישורים המתארים את מיקום המיקום ביחס זה לזה וכיצד הם נעים. יש להם את המאפיינים הבאים:

כיוון הסיבוב של המפרק (לאורך ציר x, y או z)

דרגה מינימלית ומקסימלית של המפרק ברדיאנים. חל רק על מפרקים מסוג "סובב" (למפרקים "רציפים" אין גבולות, מכיוון שהם, ובכן, מסתובבים ברציפות)

מיקום המפרק ביחס למוצא

מתאר אילו שני קישורים מחוברים למפרק

אם אתה משתמש באותה זרוע רובוטית כמוני, יהיה עליך להעתיק רשתות תלת מימד של הזרוע לתיקיית החבילה urdf_tutorial. עשה זאת באמצעות פקודה זו

sudo cp/opt/ros/kinetic/share/urdf_tutorial/meshes/

אם אתה משתמש ברשתות משלך וודא שהן מרוכזות סביב המקור (xyz 000 בתוכנת הדוגמנות התלת מימדית האהובה עליך) לפני שאתה מייצא אותן לפורמט stl בינארי (!).

כעת תוכל להפעיל את rviz כדי להמחיש את התוצאות באמצעות פקודה זו

roslaunch urdf_tutorial display.launch model: = arm.urdf

(הפעל אותו מהתיקייה עם קובץ ה- urdf שיצרת רק עכשיו)

בדוק את המפרקים והקישורים, וודא שהם מסתובבים וממוקמים בדיוק כפי שהם אמורים. אם הכל בסדר, המשך לשלב הבא.

שלב 3: צור תצורה של רובוט בעזרת עוזר ההתקנה של MoveIt

כעת, כאשר קובץ ה- urdf שלך מוכן הגיע הזמן להמיר אותו לחבילת תצורת רובוט.

הפעל את MoveIt Setup Assistant בעזרת הפקודה הבאה

roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

התהליך מתואר היטב בהדרכה הרשמית של MoveIt, שתוכל למצוא כאן

לאחר שיצרת את חבילת התצורה, עבור אל תיקיית סביבת העבודה שלך ב- catkin ובצע אותה

יצירת קטקין

לבנות את החבילה. כעת תוכל להפעיל אותו באמצעות הפקודה הבאה

roslaunch my_arm_xacro demo.launch rviz_tutorial: = נכון

שם תצטרך לשנות את "my_arm_xacro" לשם החבילה שלך.

שלב 4: בוצע

אם השקת את החבילה בהצלחה תראה את דגם הרובוט שלך עם סמנים אינטראקטיביים. תוכל לשלוט בו בסימולציה, באמצעות הסמנים ולאחר מכן לחץ על "תכנן ובצע" עבור הפותר הקינמטי כדי למצוא את הנתיב הנכון למצב הרצוי.

זה היה השלב הראשון, יצרנו מודל של הזרוע הרובוטית שלנו ויכולים לנצל את הכוח של ROS לחשב ולבצע תנועה בסימולציה! השלב הבא - עשה זאת עם הרובוט האמיתי, לשם כך נצטרך לכתוב בקר רובוט פשוט …