1. 系统架构设计
1.1 系统组成模块
[Vision System] --> [Perception Node]
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[Gazebo Sim] <--> [ROS2 Control] <--> [MoveIt! Planner]
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[Hardware Interface] --> [Real Arm]
1.2 技术栈选型
- 操作系统:Ubuntu 22.04 LTS;
- 机器人框架:ROS2 Humble Hawksbill;
- 运动规划:MoveIt2 + OMPL;
- 仿真环境:Gazebo 11 + Ignition;
- 视觉处理:OpenCV 4.5 + RealSense D435i;
- 开发语言:C++(核心模块) + Python(快速验证)。
2. 开发环境搭建
2.1 基础环境配置
# 安装ROS2 Humble
sudo apt install ros-humble-desktop
# 安装MoveIt2
sudo apt install ros-humble-moveit
# 创建工作空间
mkdir -p ~/arm_ws/src
cd ~/arm_ws/
colcon build --symlink-install
2.2 关键依赖安装
# 工业机械臂驱动包
sudo apt install ros-humble-industrial-core
# 视觉处理包
sudo apt install ros-humble-vision-opencv
# 深度相机驱动
sudo apt install ros-humble-realsense2
3. 机械臂运动学建模
3.1 URDF模型构建(示例:6轴机械臂)
<!-- arm_description/urdf/arm.urdf.xacro -->
<robot name="industrial_arm" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
<xacro:macro name="arm_joint" params="name parent child origin_xyz origin_rpy">
<joint name="${name}_joint" type="revolute">
<parent link="${parent}"/>
<child link="${child}"/>
<origin xyz="${origin_xyz}" rpy="${origin_rpy}"/>
<axis xyz="0 0 1"/>
<limit effort="100" velocity="1.0" lower="${-pi}" upper="${pi}"/>
</joint>
</xacro:macro>
<!--