第11章 ROS2的机械臂应用

机器人操作系统（ROS2）入门与实践机器人操作系统（ROS2）入门与实践第1章LinuxUbuntu入门基础第2章ROS2安装与系统架构第3章ROS2编程基础第4章ROS2机器人运动控制第5章激光雷达在ROS2中的使用第6章IMU在ROS2中的使用第7章ROS2中的SLAM环境建图第8章ROS2中的NAV2自主导航第9章ROS2中的图像视觉应用第10章ROS2的三维视觉应用第11章ROS2的机械臂应用第12章基于ROS2的综合应用第11章

第11章ROS2的机械臂应用11.2机械臂控制11.1ROS2里的机械臂消息包格式11.3使用机械臂进行物品抓取11.4本章小结11.1ROS2里的机械臂消息包格式

在ROS2中，用于描述机械臂状态的消息格式为sensor_msgs::JointState。如图所示，在官方Wiki页面，对它的格式定义为：

上述的后四个成员都是数组，通常每个数组都包含相同个数的成员，这样可以保持一一对应的关系。比如name[0]的关节，它对应角度是position[0]，对应速度是velocity[0]，以此类推。如果某个项目没有数值，比如effort，可以让这个数组的成员个数为零。11.2机械臂控制

机器人的手臂，只需要两个关节控制量。一个是机械臂基座的升降高度，另一个就是手爪的指间宽度。如表所示，对应sensor_msgs::JointState消息包成员：namepositionlift机械臂基座的升降高度（单位：米）gripper手爪的两指间距（单位：米）11.2机械臂控制

详细操作步骤见教材P359-P370页11.3使用机械臂进行物品抓取

在11.2节实验里，实现了机器人的机械臂控制。本节实验更进一步，结合之前通过立体视觉进行桌面物品检测的功能，实现对物品的抓取。在wpr_simulation2软件包中，有一个节点名为“objects_publisher”，已经把物品检测的算法封装好了。只需要通过节点间的话题通讯就能获取物品检测的结果。11.3使用机械臂进行物品抓取状态宏定义状态行为STEP_WAIT机器人初始状态，节点程序在这个状态发送指令“startobjects”，激活objects_publisher节点的物品检测功能。当接收到objects_publisher节点的物品检测结果时，切换到STEP_ALIGN_OBJ状态。STEP_ALIGN_OBJ机器人左右平移，将自己的正前方对准物品。完成物品对准后，跳转到STEP_HAND_UP状态。STEP_HAND_UP机器人抬升机械臂，张开手爪，准备抓取物品。完成这个动作后，跳转到STEP_FORWARD状态。STEP_FORWARD机器人根据抓取目标物的距离，向前移动，让物品进入机器人的手爪两指中间。完成这个动作后，跳转到STEP_GRAB状态。STEP_GRAB机器人闭合手爪，夹住物品。完成这个动作后，跳转到STEP_OBJ_UP状态。STEP_OBJ_UP机器人手臂夹持着物品稍微向上抬升，让物品离开桌面。完成这个动作后，跳转到STEP_BACKWARD状态。STEP_BACKWARD机器人带着物品向后移动一段距离，让物品离开桌面的上空，避免机器人移动转向时碰到桌面上其他物品。完成这个动作后，跳转到STEP_DONE状态。STEP_DONE机器人完成抓取动作，停止运动，抓取动作执行完毕。11.3使用机械臂进行物品抓取

详细操作步骤见教材P371-P393页11.4本章小结

本章主要是对ROS2中的机械臂应用进行介绍、编程及