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MoveIt编程实现关节空间机械臂运动(逆运动学)

时间:2020-04-26 10:49:37

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MoveIt编程实现关节空间机械臂运动(逆运动学)

具体介绍见就上一篇文章:《MoveIt简单编程实现机械臂运动(正运动学)》

使用的是probot机械臂模型,还是在关节空间下。首先看一下逆运动学规划的例程,逆运动学规划简单的说就是直接给机械臂末端机构需要到达目标的位置,由系统求出逆解之后进行路径规划,从而实现的机械臂运动。

运行例程:

roslaunch probot_anno_moveit_config demo.launch

rosrun probot_demo moveit_ik_demo.py

Python版本源码以及解析 :

import rospy, sysimport moveit_commanderfrom geometry_msgs.msg import PoseStamped, Poseclass MoveItIkDemo:def __init__(self):# 初始化move_group的APImoveit_commander.roscpp_initialize(sys.argv)# 初始化ROS节点rospy.init_node('moveit_ik_demo')# 初始化需要使用move group控制的机械臂中的arm grouparm = moveit_commander.MoveGroupCommander('manipulator')# 获取终端link的名称,这个在setup assistant中设置过了end_effector_link = arm.get_end_effector_link()# 设置目标位置所使用的参考坐标系reference_frame = 'base_link'arm.set_pose_reference_frame(reference_frame)# 当运动规划失败后,允许重新规划arm.allow_replanning(True)# 设置位置(单位:米)和姿态(单位:弧度)的允许误差arm.set_goal_position_tolerance(0.001)arm.set_goal_orientation_tolerance(0.01)# 设置允许的最大速度和加速度arm.set_max_acceleration_scaling_factor(0.5)arm.set_max_velocity_scaling_factor(0.5)# 控制机械臂先回到初始化位置arm.set_named_target('home')arm.go()rospy.sleep(1)# 设置机械臂工作空间中的目标位姿,位置使用x、y、z坐标描述,# 姿态使用四元数描述,基于base_link坐标系target_pose = PoseStamped()#参考坐标系,前面设置了target_pose.header.frame_id = reference_frametarget_pose.header.stamp = rospy.Time.now() #时间戳?#末端位置 target_pose.pose.position.x = 0.2593target_pose.pose.position.y = 0.0636target_pose.pose.position.z = 0.1787#末端姿态,四元数target_pose.pose.orientation.x = 0.70692target_pose.pose.orientation.y = 0.0target_pose.pose.orientation.z = 0.0target_pose.pose.orientation.w = 0.70729# 设置机器臂当前的状态作为运动初始状态arm.set_start_state_to_current_state()# 设置机械臂终端运动的目标位姿arm.set_pose_target(target_pose, end_effector_link)# 规划运动路径,返回虚影的效果traj = arm.plan()# 按照规划的运动路径控制机械臂运动arm.execute(traj)rospy.sleep(1) #执行完成后休息1s# 控制机械臂回到初始化位置arm.set_named_target('home')arm.go()# 关闭并退出moveitmoveit_commander.roscpp_shutdown()moveit_commander.os._exit(0)if __name__ == "__main__":MoveItIkDemo()

C++版源码以及解析 :

#include <string>#include <ros/ros.h>#include <moveit/move_group_interface/move_group_interface.h>int main(int argc, char **argv){//初始化节点ros::init(argc, argv, "moveit_fk_demo");//多线程ros::AsyncSpinner spinner(1);//开启线程spinner.start();//初始化需要使用move group控制的机械臂中的arm groupmoveit::planning_interface::MoveGroupInterface arm("manipulator");//获取终端link的名称std::string end_effector_link = arm.getEndEffectorLink();//设置目标位置所使用的参考坐标系std::string reference_frame = "base_link";arm.setPoseReferenceFrame(reference_frame);//当运动规划失败后,允许重新规划arm.allowReplanning(true);//设置位置(单位:米)和姿态(单位:弧度)的允许误差arm.setGoalPositionTolerance(0.001);arm.setGoalOrientationTolerance(0.01);//设置允许的最大速度和加速度arm.setMaxAccelerationScalingFactor(0.2);arm.setMaxVelocityScalingFactor(0.2);// 控制机械臂先回到初始化位置arm.setNamedTarget("home");arm.move(); //规划+运动sleep(1); //停1s钟// 设置机器人终端的目标位置geometry_msgs::Pose target_pose;//四元数,设置末端姿态target_pose.orientation.x = 0.70692;target_pose.orientation.y = 0.0;target_pose.orientation.z = 0.0;target_pose.orientation.w = 0.70729;//设置末端位置target_pose.position.x = 0.2593;target_pose.position.y = 0.0636;target_pose.position.z = 0.1787;// 设置机器臂当前的状态作为运动初始状态arm.setStartStateToCurrentState();// 将目标位姿写入arm.setPoseTarget(target_pose);// 进行运动规划,计算机器人移动到目标的运动轨迹,此时只是计算出轨迹,并不会控制机械臂运动moveit::planning_interface::MoveGroupInterface::Plan plan;moveit::planning_interface::MoveItErrorCode success = arm.plan(plan);//输出成功与否的信息ROS_INFO("Plan (pose goal) %s",success?"":"FAILED"); //让机械臂按照规划的轨迹开始运动if(success)arm.execute(plan);sleep(1);// 控制机械臂先回到初始化位置arm.setNamedTarget("home");arm.move();sleep(1);ros::shutdown(); return 0;}

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