《鸿蒙机器人比赛》课件-02-智能机器人运动控制

智能机器人运动控制课程内容知识介绍体验机器人的运动控制速度话题控制底盘运动Python程序控制底盘运动Python程序实现键盘控制底盘运动总结©NXROBO20232知识介绍知识介绍©NXROBO20234分析智能机器人spark的通信机制。如何控制智能机器人spark？键盘操作输入：指令输出：运动速度底盘控制器控制指令前进？后退？转弯？知识介绍©NXROBO20235智能机器人平台控制系统划分为上下层结构。上层操作系统负责执行复杂算法与功能下层驱动系统负责运动控制、传感器数据读取等。ROS操作系统与运动控制器（STM32）之间通过

串口通信的方式进行数据传输。知识介绍©NXROBO20236通讯方式在ROS操作系统中，节点（node）可以通过话题（topic）、服务（service）、动作（action）等方式进行通信。在这里，我们通过话题通信的方式，将前进、后退等消息通过同一个话题，传递过去。体验机器人的运动控制体验机器人的运动控制在机器人界面打开终端进入工作空间spark_noetic体验机器人的运动控制通过我们内置的demo，可以打开机器人运动控制的功能。其中指定摄像头类型为d435、雷达类型为ydlidar_g6、关闭机械臂的功能。体验机器人的运动控制我们就可以体验式的使用键盘来控制机器人了，后面，我们将自己来实现对机器人的控制操作。速度话题控制底盘运动©NXROBO202312速度话题控制机器人底盘运动根据知识介绍我们知道机器人运动控制是使用话题通信的，那如何知道机器人的话题呢？保持之前的状态，Ctrl+Alt+t组合键打开新的终端输入rostopiclist

显示机器人目前所有的话题©NXROBO202313速度话题控制机器人底盘运动一直往下划，找到/cmd_vel

这就是我们机器人的控制速度话题©NXROBO202314速度话题控制机器人底盘运动接着，输入rostopicinfo/cmd_vel

查看这个话题的内容，如图，我们看到这个话题的消息类型是geometry_msgs/Twist©NXROBO202315速度话题控制机器人底盘运动geometry_msgs:Twist消息包含2个变量Vector3linear和Vector3angular。Vector3linear中的x，y，z表示机器人的X轴（前后）、Y轴（左右）、Z轴（上下）方向的移动线速度，整数为正方向移动，单位为:m/s。Vector3angular中x，y，z表示机器人在绕坐标轴X，Y，Z旋转的角速度，单位为：弧度/s。©NXROBO202316速度话题控制机器人底盘运动接着我们输入如图的指令，同学们可以多用Tab键补齐。其中，图中pub表示发布这个话题，-r10表示以10hz的频率发布，后面就是话题名和消息类型。我们可以给角速度的z轴设置0.3，按回车确定，此时机器人开始转圈。Python程序控制底盘运动Python程序控制底盘运动©NXROBO202318首先我们打开move2grasp功能包，里面存放了一些参考代码，我们可以学习。接着，我们新建code文件夹，用于存放我们自己编写的代码。Python程序控制底盘运动©NXROBO202319新建python_control.py文件，用于存放我们的python代码。Python程序控制底盘运动©NXROBO202320编写以上代码，这个代码的作用就是发布速度话题的相关消息给底盘，让底盘根据我们设定好的速度移动。Python程序控制底盘运动©NXROBO202321接着我们保持之前的状态（启动了./onekey.sh的1号demo），新开一个终端。首先进入spark_noetic工作空间，接着使用source刷新环境变量。最后通过rosrun运行我们刚刚写好的python程序。回车确定，此时机器人开始不停的旋转，我们可以通过Ctrl+c的指令关闭。Python程序实现键盘控制底盘运动Python程序实现键盘控制底盘运动©NXROBO202323之前，我们总是依赖于demo里的程序对机器人控制，我们如何完全自主的实现对机器人的控制呢？接下来，让我们手动实现键盘对机器人的运动控制操作。©NXROBO202324Python程序实现键盘控制底盘运动继续来到之前的code目录，新建keyboard_control_robot.py文件。©NXROBO202325Python程序实现键盘控制底盘运动首先导入相关库接着是对一些参数的初始化，包括创建发布者对象，速度初始化。©NXROBO202326Python程序实现键盘控制底盘运动这一段代码就是在linux情况下读取键盘输入的值。©NXROBO202327Python程序实现键盘控制底盘运动获取到键盘输入的值，执行相应的动作，speed代表前后，正数为前，负数为后。turn代表左右，正数为左，负数为右。©NXROBO202328Python程序实现键盘控制底盘运动通过publish方法，将消息发布出去，同时也定义了stop_robot方法，可以根据场景来使用这个方法。©NXROBO202329Python程序实现键盘控制底盘运动光写一个Python程序肯定不能直接控制机器人，所以我们要启动底盘、摄像头、雷达等相关部件的驱动。然而一个一个启动又太慢了，所以我们直接使用launch文件将它们整合在一起启动。©NXROBO202330Python程序实现键盘控制底盘运动打开我们move2grasp功能包中launch文件夹，里面存放了一些launch文件，我们也可以学习参考。然后我们新建一个new_launch的文件夹，用于存放我们自己的launch文件。©NXROBO202331Python程序实现键盘控制底盘运动新建teleop2robot.launch文件©NXROBO202332Python程序实现键盘控制底盘运动这里面设定了相关参数，其中包括摄像头的类型、雷达类型，启动摄像头、雷达、rviz、底盘驱动，同时在第22行也启动了我们刚刚编写的程序。©NXROBO202333Python程序实现键盘控制底盘运动新建终端，输入以下指令，首先进入spark_noetic工作空间。接着source环境变量，最后roslaunch启动我们写好的launch程序。©NXROBO202334Python程序实现键盘控制底盘运动我们稍微在rviz界面配置一下，比如