ذراع روبوتية ROS MoveIt: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

ستكون هذه سلسلة من المقالات حول صنع ذراع آلية يتم التحكم فيها باستخدام ROS (نظام تشغيل آلي) و MoveIt. إذا كنت تعمل في مجال الروبوتات ، فإن ROS هو إطار عمل رائع سيساعدك على بناء روبوتات أفضل بشكل أسرع. يسمح لك بإعادة استخدام الحزم لأنظمة الروبوت المختلفة (رؤية الكمبيوتر ، الحركية ، تخطيط المسار ، SLAM ، إلخ) التي أنشأها الآخرون. تعتبر ROS رائعة ، ولكن للأسف لديها منحنى تعليمي حاد.

لذا فإن هذا البرنامج التعليمي هو دليل خطوة بخطوة لإنشاء ذراعك الآلي الأول مع تخطيط الحركة ، والذي يستهدف المستويات الأعلى من المبتدئين والمتوسطين. أفترض أنه ليس لديك أي معرفة بـ ROS ، ولكن لديك بعض المعرفة الأساسية بمهارات البرمجة Linux و Python و Arduino.

الخطوة 1: جهز بيئتك

بيئتي للتطوير هي Ubuntu 16.04 LTS تعمل في Virtual Box (جهاز مضيف يعمل بنظام Windows 10). إذا كنت ترغب في تشغيل Ubuntu على VM ، فلا بأس ، يمكنني تأكيد أعمال ROS Kinetic ، وإن كان ذلك مع بعض المراوغات (لا سيما التسريع ثلاثي الأبعاد ودعم USB). إذا كان لديك تثبيت Ubuntu منتظم ، فسيعمل بشكل أفضل.

ملحوظة: يمكنك تثبيت ROS على Raspberry Pi ، ولكن للأسف ليس بالقوة الكافية لتشغيل عمليات المحاكاة في Rviz ، ناهيك عن Gazebo.

1) قم بتثبيت ROS Kinetic. اتبع هذا الدليل حول كيفية تثبيت ROS Kinetic على Ubuntu 16.04.

2) تثبيت MoveIt. حركه! هي حزمة لـ ROS للتلاعب بالأجهزة المحمولة ، أي الأذرع الروبوتية.

3) تحقق مما إذا كان كل شيء يعمل. يركض

roslaunch panda_moveit_config demo.la تشغيل rviz_tutorial: = صحيح

إذا كنت ترغب في ذلك ، فانتقل إلى البرنامج التعليمي الأساسي لـ moveit

4) ستحتاج إلى تثبيت حزمة urdf_tutorial أيضًا ، وسنستخدمها لتصور تقدم عملنا.

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

الخطوة الثانية: إنشاء ملف Urdf

إذا اتبعت البرنامج التعليمي MoveIt quickstart ، فيجب أن تكون قد أنشأت مساحة عمل catkin في الدليل الرئيسي (قد يكون اسم مساحة العمل مختلفًا ، ويكون الإعداد الافتراضي من البرنامج التعليمي moveit هو ws_moveit). انتقل إلى ~ ws_moveit / src وانسخ ملف github repo الخاص بي هناك.

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

إذا كنت تستخدم نفس الذراع الآلية كما أفعل أو كنت ترغب فقط في التدرب ، يمكنك ترك ملف urdf دون تغيير ، وإلا فستحتاج إلى تغييره ليتوافق مع نموذج الذراع الذي لديك.

إليك شرحًا موجزًا لملف urdf ، بالنظر إلى المثال الخاص بي وسيساعدك نموذج الروبوت في rviz على فهمه بشكل أفضل والتقدم لكتابة ملف urdf الخاص بك

الروابط هي أجزاء من الروبوت ، مثل المعصم أو المنصة. لديهم الخصائص التالية:

تستخدم للتمثيل المرئي في rviz و gazebo. يستخدم شبكات عالية الجودة

تستخدم لفحص الاصطدام أثناء تخطيط المسار. يوصى باستخدام الشبكات منخفضة الجودة ، ولكن من أجل البرنامج التعليمي ، أستخدم نفس الشبكات المرئية.

المفاصل في urdf هي روابط بين الروابط التي تصف كيفية وضعهم بالنسبة لبعضهم البعض وكيفية تحركهم. لديهم الخصائص التالية:

اتجاه دوران المفصل (على طول المحور x أو y أو z)

الدرجة الدنيا والقصوى للمفصل بالتقدير الدائري. تنطبق فقط على المفاصل من النوع "الثوري" (المفاصل "المستمرة" ليس لها حدود ، لأنها ، بشكل جيد ، تدور باستمرار)

موضع المفصل بالنسبة إلى الأصل

يصف الرابطين المرتبطين بالمفصل

إذا كنت تستخدم نفس الذراع الآلية التي أستخدمها ، فستحتاج إلى نسخ شبكات ثلاثية الأبعاد للذراع إلى مجلد حزمة urdf_tutorial. افعل ذلك مع هذا الأمر

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

إذا كنت تستخدم الشبكات الخاصة بك ، فتأكد من أنها تتمحور حول الأصل (xyz 000 في برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد المفضل لديك) قبل تصديرها إلى تنسيق stl ثنائي (!).

يمكنك الآن تشغيل rviz لتصور النتائج باستخدام هذا الأمر

roslaunch urdf_tutorial display. نموذج التشغيل: = arm.urdf

(قم بتشغيله من المجلد باستخدام ملف urdf الذي أنشأته للتو)

تحقق من الوصلات والروابط ، وتأكد من أنها تدور وتوضع بالضبط بالشكل المفترض. إذا كان كل شيء على ما يرام ، فانتقل إلى الخطوة التالية.

الخطوة 3: إنشاء تكوين الروبوت باستخدام MoveIt Setup Assistant

الآن عندما يكون ملف urdf الخاص بك جاهزًا ، حان الوقت لتحويله إلى حزمة تكوين الروبوت.

قم بتشغيل MoveIt Setup Assistant باستخدام الأمر التالي

بدء تشغيل moveit_setup_assistant setup_assistant. إطلاق

تم وصف العملية جيدًا في البرنامج التعليمي الرسمي لـ MoveIt ، والذي يمكنك العثور عليه هنا

بعد إنشاء حزمة التكوين ، انتقل إلى مجلد مساحة عمل catkin وقم بالتنفيذ

صنع كاتكين

لبناء الحزمة. يمكنك الآن تشغيله باستخدام الأمر التالي

roslaunch my_arm_xacro demo.la تشغيل rviz_tutorial: = صحيح

حيث ستحتاج إلى تغيير "my_arm_xacro" إلى اسم الحزمة الخاصة بك.

الخطوة 4: تم

إذا قمت بتشغيل الحزمة بنجاح ، فسترى نموذج الروبوت الخاص بك بعلامات تفاعلية. ستكون قادرًا على التحكم فيه في المحاكاة ، باستخدام العلامات ثم الضغط على "التخطيط والتنفيذ" للمحلل الحركي للعثور على المسار الصحيح hte إلى الحالة المطلوبة.

كانت هذه هي الخطوة الأولى ، لقد أنشأنا نموذجًا لذراعنا الآلية ويمكننا حصد قوة ROS لحساب وتنفيذ الحركة في المحاكاة! الخطوة التالية - قم بذلك باستخدام الروبوت الحقيقي ، لذلك سنحتاج إلى كتابة وحدة تحكم روبوت بسيطة …