Robotics Library 学习使用记录

作者：繁依Fanyi0 | 2024-06-15 22:03:04

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robotics library

编译篇

最近用Robotics Library 做机械臂的模拟和路径规划，刚开始弄，一边研究一遍记录。

官网下载已编译好的库文件进行安装https://www.roboticslibrary.org/download
安装很简单没什么问题。

准备开始使用，这里有向导
https://www.roboticslibrary.org/tutorials/

单独的按向导的代码，cmake构建工程
https://www.roboticslibrary.org/tutorials/first-steps-windows/
从库文件里选择模型文件运行工程没什么问题。
在这里插入图片描述

这里有个小细节，debug模式提示“无法打开Coin4d.lib”,也就是debug模式暂时用不了先不管了(后来我调出，缺了一堆debug下的文件，补上才可以,并且还有内存管理错误)，release能用就行，但是打断点的时候会提示”当前不会命中断点，还没有为该文档加载任何符号“
解决办法：
1项目-〉属性-〉配置属性-〉C/C+±〉常规-〉调试信息格式，这里改成“用于“编辑并继续”的程序数据库 (/ZI)”
2项目-〉属性-〉配置属性-〉链接器-〉调试-〉生成调试信息，这里设为“优化以便于调试 (/DEBUG)”。

在这里插入图片描述
验证了一下放到Qt里也比较简单 widget->setParent(wd);就可以了。这时候我还没有开始看 API （http://doc.roboticslibrary.org/0.7.0/index.html）

我想看API 感觉看不懂啊，官方向导就这么点不够详细，具体怎么去做路径规划没有说明，但是在bin下有几个已经编译好了的例子程序，我跑了下，感觉rlCoachMdl、rlPlanDemo.exe这几个比较具有参考价值

所以我又把源代码下下来了，CMake打开工程
在这里插入图片描述
还是有很多例子的，代码都在这就比较方便学习了
全部运行一下，debug一运行还是报错，那就release吧，结果release也有几个工程报错，我想挑事的rlPlanDemo这个也报错了,错误如下

1>BulletCollision.lib(btConvexConvexAlgorithm.obj) : error LNK2019: 无法解析的外部符号 __libm_sse2_sincosf_，该符号在函数 "public: virtual void __cdecl btConvexConvexAlgorithm::processCollision(struct btCollisionObjectWrapper const *,struct btCollisionObjectWrapper const *,struct btDispatcherInfo const &,class btManifoldResult *)" (?
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乍一看是BulletCollision.lib这个库的问题，bullet这玩意已经编译好的库还不好下，我下源码自己编译了替换下，不提示这个库的错误了，但是又提示别的库的错误（rlsgs.lib），这个库是RL 工程里自己的库，最后发明不是这个库的问题BulletCollision.lib

解决方法：
在报错工程的主窗口代码里注释掉一些东西
在这里插入图片描述

我也没看懂这是什么意思，大概就是在sg目录下有几个Scene.h头文件，不环境下要用相对应的头文件，反正我试出来我这边用ode目录下的就可以了，它这宏定义为啥没起作用，我也就不深究了，不懂宏，反正其它注释掉，我现在能用，可以正常编译了。

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对于刚刚的宏定义问题，最好的办法是不改它的代码
在这里插入图片描述
这些都不用注释了

在属性预处理器里把其它的宏定义删除即可。
这会儿就明白这宏定义是怎么用了,字面意思，如果定义了RL_SG_BULLET这个宏就包含头文件。
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模型篇

本来准备开始啃代码，一行注释都没有，真的是看的奶奶痛。
我决定还是先了解它的模型文件系统。
我们想显示一个机械臂模型，并实时控制姿态，通过solidworks或者其它软件可以导出.wrl格式文件。
我们先做一个最简单的机械臂，就是由两个零件组成，只有一个旋转自由度。首先每个单独的零件都需要导出。在这里插入图片描述
同时还要导出，装配好的零件
装配好的零件用不上，但里面数据用得上，备份一下，后面要用。
把装配好的零件里是数据清空, 自己在整理下，这个文件里的Tranform 和 rotation 调整对后面使用没有作用，通过solidworks或者freeCAD导入可以验证正确性。
#VRML V2.0 utf8 DEF robot Transform { children [ DEF link0 Transform { children [ Inline { url "link0.wrl" } ] } DEF link1 Transform { rotation 0 1 0 1.57 translation 0 0 0.6604 children [ Inline { url "link1.wrl" } ] } ] }

对于一个#VRML V2.0 （.wrl）格式的装配模型，需要用两个xml文件进行定义。一个xml用来定义场景，一个xml用来定义约束及结构。

定义场景的比较简单，指定装配模型robot.wrl，并指明有两个零件link0和link1。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rlsg xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="rlsg.xsd">
	<scene href="robot.wrl">
		<model name="robot">
			<body name="link0"/>
			<body name="link1"/>
		</model>
	</scene>
</rlsg>
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定义约束的就比较复杂，主要就是描述每个零件之间的关系，这里有种新定义frame,新定义的frame相当于空零件，有点像加了几个没有实体的零件，为什么要这个呢，本来我们的模型很简单：一个世界（world）两个零件（body0、body1），world和body0固定，body0和body1铰接，但是实际上我们描述body0和body1之间关系时要先描述一个位置转换（就是把body1放到正确地方），每个零件都有一个世界坐标和自身坐标。我们先引入一个frame0,frame0和body0之间没有运动自由度，所以frame0和body0之间是fix固定关系，通过rotation和transform移动位置，此时frame0的世界坐标为（x0,y0,z0），在描述frame0和body1之间为铰接revolute关系时，用的是frame0的自身坐标，body1描述的坐标是和frame0的（0,0,0）重叠的。
在这里插入图片描述

所以第一个fixed0 描述的是body0跟世界坐标系的关系，靠rotation和translation来控制，我们需要把之前保持的装配里的数据都转换到这里来，

				<fixed id="fixed0">
			<frame>
				<a idref="world"/>
				<b idref="body0"/>
			</frame>
			<rotation>
				<x>0</x>
				<y>0</y>
				<z>0</z>
			</rotation>
			<translation>
				<x>0</x>
				<y>0</y>
				<z>0</z>
			</translation>
		</fixed>
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第二个fixed1描述的是body0和frame0之间的关系
这里有一个大坑，这里描述角度的单位是角度
而之前导出的装配文件里rotation里是弧度，其次这里的rotation下的x,y,z分别就指绕X Y Z轴旋转，而导出的装配模型中rotation后面有四位数据，这里是用向量表示的,rotation 1 0 0 -1.570796 表示绕 [1 0 0] 向量旋转-1.57弧度，也就是绕X轴逆时针旋转90度

		DEF link1 Transform {
			rotation 1 0 0 -1.570796
			translation 0 0 0.6604
			children [
				Inline {
					url "link1.wrl"
				}
			]
		}
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在revolute，x y z是设置铰链的转动轴的，x y z也是向量表示，如果模不等于1就会放大或缩小，下面max和min是允许的做大最小值

		<revolute id="joint0">
			<frame>
				<a idref="frame0"/>
				<b idref="body1"/>
			</frame>
			<axis>
				<x>0</x>
				<y>1</y>
				<z>0</z>
			</axis>
			<max>360</max>
			<min>-360</min>
			<speed>140</speed>
		</revolute>
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