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ROS2机械臂urdf与moveit关联配置_ros2 机械臂关节坐标 urdf

作者：我家小花儿 | 2024-06-04 12:31:35

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ros2 机械臂关节坐标 urdf

1.软件安装

1.1 ROS2-humble
ROS2也可以在windows系统中应用，有兴趣的同学可以试试。本文主要在Ubuntu22.04中安装ros2-humble，网上的安装教程比比皆是，这里就不做展示了。

1.2 Moveit2

sudo apt install ros-humble-moveit
1

1.3 moveit-setup-assistant

sudo apt install ros-humble-moveit-setup-assistant
1

1.4 Moveit其他功能包

sudo apt install ros-humble-moveit-*
1

2. 机械臂的urdf文件

利用solidworks导出机械臂的urdf以及meshes文件夹，其中urdf文件夹中包含机械臂的.urdf文件，meshes包含着机械臂的.STL文件。
在这里插入图片描述

以elite-ec66机械臂为例，ec66_description.urdf的编码如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<robot name="ec66">
    <link name="world" />
    <joint name="world_joint" type="fixed">
        <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
        <parent link="world" />
        <child link="base_link" />
    </joint>
    <link name="base_link">
        <inertial>
            <origin xyz="0.00039768 8.0247E-10 0.012605" rpy="0 0 0" />
            <mass value="0.41542" />
            <inertia ixx="0.00054632" ixy="-4.5067E-09" ixz="5.9528E-07" iyy="0.00053741" iyz="-3.5275E-10" izz="0.0010336" />
        </inertial>
        <visual>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/base_link.STL" />
            </geometry>
            <material name="">
                <color rgba="0.89412 0.91373 0.92941 1" />
            </material>
        </visual>
        <collision>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/base_link.STL" />
            </geometry>
        </collision>
    </link>
    <link name="link1">
        <inertial>
            <origin xyz="3.9336E-06 -0.0082614 0.0028405" rpy="0 0 0" />
            <mass value="1.7827" />
            <inertia ixx="0.0031691" ixy="-1.2175E-07" ixz="-2.8349E-08" iyy="0.0029334" iyz="0.00037927" izz="0.0035086" />
        </inertial>
        <visual>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link1.STL" />
            </geometry>
            <material name="">
                <color rgba="1 1 1 1" />
            </material>
        </visual>
        <collision>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link1.STL" />
            </geometry>
        </collision>
    </link>
    <joint name="joint1" type="revolute">
        <origin xyz="0 0 0.096" rpy="0 0 3.1416" />
        <parent link="base_link" />
        <child link="link1" />
        <axis xyz="0 0 1" />
        <limit lower="-6.2832" upper="6.2832" effort="150.0" velocity="2.61993" />
        <dynamics damping="0" friction="0" />
    </joint>
    <link name="link2">
        <inertial>
            <origin xyz="-2.17E-06 0.17637 0.13932" rpy="0 0 0" />
            <mass value="4.8843" />
            <inertia ixx="0.022101" ixy="-1.0832E-07" ixz="-1.2727E-07" iyy="0.0066105" iyz="-0.00021178" izz="0.022526" />
        </inertial>
        <visual>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link2.STL" />
            </geometry>
            <material name="">
                <color rgba="1 1 1 1" />
            </material>
        </visual>
        <collision>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link2.STL" />
            </geometry>
        </collision>
    </link>
    <joint name="joint2" type="revolute">
        <origin xyz="0 0 0" rpy="1.5708 -1.5708 0" />
        <parent link="link1" />
        <child link="link2" />
        <axis xyz="0 0 1" />
        <limit lower="-6.2832" upper="6.2832" effort="150.0" velocity="2.61993" />
        <dynamics damping="0" friction="0" />
    </joint>
    <link name="link3">
        <inertial>
            <origin xyz="0.20069 -7.9845E-06 0.028008" rpy="0 0 0" />
            <mass value="2.1495" />
            <inertia ixx="0.0015747" ixy="-2.8912E-08" ixz="7.3471E-05" iyy="0.0091566" iyz="-1.4815E-07" izz="0.0091573" />
        </inertial>
        <visual>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link3.STL" />
            </geometry>
            <material name="">
                <color rgba="1 1 1 1" />
            </material>
        </visual>
        <collision>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link3.STL" />
            </geometry>
        </collision>
    </link>
    <joint name="joint3" type="revolute">
        <origin xyz="0 0.418 0" rpy="0 0 1.5708" />
        <parent link="link2" />
        <child link="link3" />
        <axis xyz="0 0 1" />
        <limit lower="-2.7925" upper="2.7925" effort="150.0" velocity="3.31613" />
        <dynamics damping="0" friction="0" />
    </joint>
    <link name="link4">
        <inertial>
            <origin xyz="-5.2274E-07 -0.00070291 -0.006006" rpy="0 0 0" />
            <mass value="0.53436" />
            <inertia ixx="0.00041486" ixy="-4.7177E-09" ixz="-1.1841E-09" iyy="0.0004403" iyz="-5.8283E-05" izz="0.00037669" />
        </inertial>
        <visual>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link4.STL" />
            </geometry>
            <material name="">
                <color rgba="1 1 1 1" />
            </material>
        </visual>
        <collision>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link4.STL" />
            </geometry>
        </collision>
    </link>
    <joint name="joint4" type="revolute">
        <origin xyz="0.398 0 0.122" rpy="0 0 0" />
        <parent link="link3" />
        <child link="link4" />
        <axis xyz="0 0 1" />
        <limit lower="-6.2832" upper="6.2832" effort="28.0" velocity="4.53786" />
        <dynamics damping="0" friction="0" />
    </joint>
    <link name="link5">
        <inertial>
            <origin xyz="5.2283E-07 0.00070291 -0.006006" rpy="0 0 0" />
            <mass value="0.53436" />
            <inertia ixx="0.00041486" ixy="-4.6787E-09" ixz="1.1524E-09" iyy="0.0004403" iyz="5.8283E-05" izz="0.00037669" />
        </inertial>
        <visual>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link5.STL" />
            </geometry>
            <material name="">
                <color rgba="1 1 1 1" />
            </material>
        </visual>
        <collision>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link5.STL" />
            </geometry>
        </collision>
    </link>
    <joint name="joint5" type="revolute">
        <origin xyz="0 0.098 0" rpy="1.5708 0 -3.1416" />
        <parent link="link4" />
        <child link="link5" />
        <axis xyz="0 0 1" />
        <limit lower="-6.2832" upper="6.2832" effort="28.0" velocity="4.53786" />
        <dynamics damping="0" friction="0" />
    </joint>
    <link name="link6">
        <inertial>
            <origin xyz="-1.7556E-08 -0.00045052 -0.021169" rpy="0 0 0" />
            <mass value="0.16488" />
            <inertia ixx="7.7869E-05" ixy="-3.3531E-10" ixz="1.915E-10" iyy="7.757E-05" iyz="-7.8331E-08" izz="0.00011744" />
        </inertial>
        <visual>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link6.STL" />
            </geometry>
            <material name="">
                <color rgba="0.79216 0.81961 0.93333 1" />
            </material>
        </visual>
        <collision>
            <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
            <geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link6.STL" />
            </geometry>
        </collision>
    </link>
    <joint name="joint6" type="revolute">
        <origin xyz="0 -0.089 0" rpy="-1.5708 0 3.1416" />
        <parent link="link5" />
        <child link="link6" />
        <axis xyz="0 0 1" />
        <limit lower="-6.2832" upper="6.2832" effort="28.0" velocity="4.53786" />
        <dynamics damping="0" friction="0" />
    </joint>
    <link name="flan" />
    <joint name="flan_joint" type="fixed">
        <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
        <parent link="link6" />
        <child link="flan" />
    </joint>
</robot>
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机械臂的功能包下载

git clone https://github.com/fishros/elite_robot_ros2
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3.功能包创建

3.1 建立一个文件夹ws_moveit2，然后再在此文件夹中建立一个src文件夹。

3.2 打开终端,进入到src文件夹。

cd ws_moveit2
cd src
1
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3.3 创建名为 elite_description的功能包。

ros2 pkg create elite_description --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp
1

3.4 进入到elite_description中，复制meshes文件夹到此处，并分别创建urdf、config文件夹。

cd elite_descripition
mkdir urdf
mkdir config
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3.5 将机械臂的ec66_description.urdf文件放到urdf文件夹下。elite_description 文件夹结构如下：
在这里插入图片描述

3.6 配置 config 文件夹。

3.6.1 在config文件夹下创建joint_names_ec66_description.yaml文件。

cd config
touch joint_names_ec66_description.yaml
1
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joint_names_ec66_description.yaml的编码如下：

controller_joint_names: ['', 'joint1', 'joint2', 'joint3', 'joint4', 'joint5', 'joint6', ]
1

注意：参数joint1等分别与urdf文件中的关节名相同。

<joint name="joint6" type="revolute">
1

3.6.2 在opt/ros/humble/share/rviz_common文件夹下，将default.rviz文件复制到config文件夹下并改名为urdf.rviz。

3.7 更改CMakeLists.txt，在ament_package()上添加如下编码。

install(
  DIRECTORY config meshes urdf
  DESTINATION share/${PROJECT_NAME} 
)

ament_package()
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3.8 更改ec66_description.urdf编码中的mesh文件路径，为自己meshes文件夹下的.STL文件路径。

			<geometry>
                <mesh filename="package://elite_description/meshes/ec66/link6.STL" />
            </geometry
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3.9 返回到ws_moveit2文件夹下，进行build和source。

colcon build
source install/setup.bash 
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4.moveit配置

4.1 在ws_moveit2/src文件夹下创建elite_moveit/elite_ec66_moveit_config文件夹。

cd ws_moveit2
cd src
mkdir elite_moveit
mkdir elite_ec66_moveit_config
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4.2 运行配置助手。

 ros2 run moveit_setup_assistant moveit_setup_assistant
1

配置助手上有两个按钮，左边是创建新的配置包，右边是编辑一个已经配置好的包，这里我们选择创建新的。
然后，点击Browse，将urdf文件夹中的ec66_description.urdf文件加载进入，点击Load Files：
在这里插入图片描述
不出错你将看到下面的界面。

4.3 设置 Self Collisions。
选择Self Collisions，点击Generate Collision Matrix，生成关节之间的自我碰撞姿态，可以在规划时快速检测自我碰撞。
在这里插入图片描述
4.4 设置 Planing Groups。
选择 Planing Groups（规划组），点击Add Group，设置机械臂的base_link和end_link。

自定义规划组名称（Group Name），运动学求解器可以选择KDL，规划器选择RRTConnect，然后点击Add Kin.Chain 添加规划，接着展开规划链，分别选择base_link、flan并点击Choose Selected ，链接对应的link，最后点击 save 。
在这里插入图片描述

4.5 设置 Robot Poses。
选择 Robot Poses ，点击 Add Pose 。

输入自定义 Pose Name 名称，可以定义一个home，设置home坐标位姿，点击 Save 。

4.6 设置 ros_control URDF Modiificatoins。
选择 ros_control URDF Modiificatoins，这里只需要点一个Add interface即可。
在这里插入图片描述
4.7 设置 ROS 2 COntrollers。
选择 ROS 2 COntrollers，点击Auto Add关节轨迹控制器，这里就是上面的关节轨迹控制器，用于接受moveit2规划的结果并进行执行。

4.8 设置 Moveit Controllers。
选择 Moveit Controllers，点击Auto Add。
在这里插入图片描述
补充：Ros2 Controller是用于控制机械臂的控制器的服务器端，Moveit Controllers相当于是客户端。

4.9 配置 Author information。
选择 Author information，配置作者信息。
在这里插入图片描述
4.10 配置 Configuration Files，生成功能包。
选择 Configuration Files，点击Brows选择以上建立的elite_ec66_moveit_config 文件夹，将生成的文件放在这个文件夹里。
然后点击Generate Package，之后会跳一个窗口，直接点击确认即可。最后点击 Exit Setup Assistant 退出。
在这里插入图片描述

5. 运行测试

5.1 ws_moveit2文件夹下打开终端进行 build 和 source。

colcon build
source install/setup.bash 
1
2

5.2 运行 launch 文件，进行测试。

ros2 launch elite_ec66_moveit_config demo.launch.py
1

在这里插入图片描述

补充参考链接：
https://blog.csdn.net/joyopirate/article/details/129424607
https://blog.csdn.net/qq_27865227/article/details/126860096

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