ROS by example -第十二章 DYNAMIXEL 伺服系统和 ROS

本章详细介绍了如何将DYNAMIXEL伺服电机应用于TurtleBot的云台控制,涉及选型、ROS JointState消息、伺服控制及硬件连接。讲解了选择Dynamixel控制器如arbotix和dynamixel_motor包,设置伺服位置、ID及扭矩,并阐述了头跟踪节点的编程实践。

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伺服电机选用Robotis Dynamixel, 棒子品牌。 实时的位置反馈,速度和扭力。 低端的AX-12。 一个某宝上最便宜也要310RMB.

在本章中,我们将讨论以下议题:
•添加云台到TurtleBot
•选择Dynamixel控制器和ROS包
•了解ROS JointState消息类型
•使用基本的 joint 控制命令
•连接硬件控制器和设置伺服IDs
•配置的启动文件和参数
•测试舵机
•头跟踪节点编程
•组合头脸部追踪

12.1 带云台的TurtleBot

$roslaunch rbx1_description test_turtlebot_with_head.launch
$rosrun rviz rviz -d `rospack find rbx1_description`/urdf.rviz
12.2选择一个Dynamixel硬件控制器

12.4选择一个ROS Dynamixel包

arbotix 第二卷讲, dynamixel_motor

sudo apt-get install ros-indigo-dynamixel-motor

12.5了解ROS JointState消息类型

$rosmsg show sensor_msgs/JointState

Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
string[] name
float64[] position
float64[] velocity
float64[] effort

12.6控制关节位置,速度和扭矩



12.6.1设置伺服位置

<joint_controller_name>/command
$rostopic pub -1 /head_pan_joint/command std_msgs/Float64 -- -1.0
12.6.2设置伺服速度

$rosservice call /head_pan_joint/set_speed 0.5
12.6.3控制伺服扭矩

dynamixel控制器提供与两种扭矩服务:torque_enable 或者set_torque_limit。

$rosservice call /head_pan_joint/torque_enable False
$rosservice call /head_pan_joint/torque_enable True


12.7检查USB2Dynamixel连接

12.8设置伺服硬件ID

12.9配置和启动dynamixel控制器


ROS (Robot Operating System) PX4 是用于无人机其他机器人项目的两个流行开源软件系统。 ### ROS 简介 **用途**: ROS 是一个机器人操作系统,它提供了一种框架一组工具来构建复杂的、分布式多机器人系统。它允许机器人硬件组件之间进行通信,并提供了高级功能如传感器融合、导航定位等。 **组成部分**: ROS 包含了节点(Node)、话题(Topic)、服务(Service)、动作(Action)等核心组件以及大量的包(Packages),涵盖了从基础到高级的各种功能,例如图形用户界面、消息传递、数据库支持等等。 **ROS 与舵机控制** : 使用 ROS 控制舵机通常涉及到创建节点来处理信号数据传输。ROS 提供了方便的数据交换机制,使得编写控制舵机的代码变得更加简单高效。例如,你可以使用 `rostopic` 命令发布订阅主题,或者通过 `rosservice` 调用服务来实现对舵机的控制命令。 ### PX4 简介 **用途**: PX4 是一个专为飞行控制系统设计的开源软件项目,特别适合于无人直升机、固定翼飞机及垂直起降飞行器(VTOLs)。它基于 Linux 平台运行,提供了一个高度模块化可定制的框架,允许用户调整控制算法以适应各种飞行任务的需求。 **组成部分**: PX4 包括了一个完整的飞行控制内核、一套强大的飞行计划任务管理工具、以及各种传感器驱动程序支持库。 **PX4 与舵机控制** : 在 PX4 中控制舵机通常涉及配置相应的输入设备,比如 PWM 输入,然后通过 PID 控制算法将输入转换为舵机需要的角度位置。PX4 有一个名为 MAVLink 的协议,它是无人驾驶飞行器通信的标准,可以用来发送控制指令给舵机或其他传感器执行器。 ### 实现舵机控制的步骤: #### 对于 ROS: 1. **安装 ROS**: 首先,在你的计算机上安装 ROS 操作系统环境。 2. **创建 ROS 节点**: 编写一个 ROS 节点代码,该节点将负责接收或生成舵机角度信息,并将其转化为 ROS 消息格式。 3. **发布/订阅消息**: 利用 ROS 的 `rosnode` 工具创建消息发布者或订阅者,以便与舵机控制器或其他系统通信。 4. **连接测试**: 将 ROS 节点与实际的舵机控制器连接起来,验证是否能够准确地控制舵机。 #### 对于 PX4: 1. **设置硬件**: 确保舵机已正确连接到 PX4 主控板的 PWM 输出端口。 2. **配置参数**: 通过 PX4 的配置工具 (如 QGroundControl 或 MAVProxy) 设置舵机的参数,包括通道映射、控制速率PID参数。 3. **编写控制脚本**: 编写或修改飞行控制脚本来集成舵机控制逻辑,确保飞行过程中的稳定性性能。 4. **飞行测试**: 在安全环境下测试飞行控制系统的整体性能,重点关注舵机的响应速度精度。 --- ### 相关问题: 1. ROS PX4 有哪些区别? 2. 如何选择适合特定应用的飞行控制系统? 3. 使用 ROS 进行自动化设备控制的基本步骤是什么?
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