ROS-moveit！探索(4)webots和moveit联合控制[2]

ROS-moveit！探索(4)webots和moveit联合控制[2]

开源代码：volcano_moveit
webots版本：2021a
ros版本：melodic
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前言

在探索3中，笔者介绍了在webots中使用<extern>外部控制器和moveit联合控制的案例。
这次笔者介绍如何在webots中使用ROS控制器和moveit联合控制。

1.通过探索3了解基本构成

moveit！的关系图如下所示：

我们可以使用探索3中的例程来分析一下，我们需要处理什么数据。

1. 打开webots，打开探索3中创建的世界
2. 打开以下launch文件，设置所必须的ROS参数并且连接Webots中的UR机械臂

$ roslaunch ur_e_webots ur5e.launch

3. 连接成功后，查看当前系统中的话题列表，如下所示。
   

• /follow_joint_trajectory开头的topic是Moveit！最终规划发布的action(第二节介绍)消息，由机器人控制器端接受该消息后控制机器人完成运动。
• /joint_states由机器人控制器端发布，主要发布机器人的当前状态信息，rostopic echo一下。
  

由此也是可以看出：

1. 我们需要发布/joint_states话题
2. 需要发布 /follow_joint_trajectoryaction消息

2. action消息是什么

2.1 什么是action

ROS中有一个actinlib的功能包集，实现了action的通讯机制。那么什么是action呢？action也是一种类似于service的问答通讯机制，不一样的地方是action还带有一个反馈机制，可以不断反馈任务的实施进度，而且可以在任务实施过程中，中止运行。

我们使用action来发布一个机器人的运动目标，机器人接到这个action后，就开始运动，在运动过程中不断反馈当前的运动状态，在运动过程中我们可以取消运动，让机器人停止，如果机器人完成了运动目标，那么action会返回任务完成的标志。

2.2 action的工作机制

action采用了服务器端/客户端（client and server）的工作模式，如下图所示：

client和server之间通过actionlib定义的“action protocol”进行通讯。这种通讯协议是基于ROS的消息机制实现的，为用户提供了client和server的接口，接口如下图所示：

在上边的action的接口框图上，我们可以看到，client向server端发布任务目标以及在必要的时候取消任务，server会向client发布当前的状态、实时的反馈和最终的任务结果。

• goal：任务目标
• cancel：请求取消任务
• status：通知client当前的状态
• feedback：周期反馈任务运行的监控数据
• result：向client发送任务的执行结果，这个topic只会发布一次。
  想了解更多关于action的知识？古月居传送门

3. 逐步实现过程

3.1 新建功能包

至此，我们需要创建一个功能包用于创建一个新的Node，功能包名为volcano_moveit，他的作用是：

1. 接受机器人产生的传感器数据，并且发布各个关节的关节状态话题/joint_states。
2. 处理MoveIt产生的运动信息，发送给机器人。
   功能包结构如下：
   volcano_moveit
   • launch
     • ur_webots.launch ->webots启动文件，前期配置
   • msg ->和ROS联合webots实战案例(一)安装配置webots一样操作，将srv、msg文件复制进来
   • src
     • robot_state_publisher.cpp ->发布/joint_states
     • trajectory_follower.cpp ->处理action信息
   • srv
   • world ->webots地图
   • worlds ->webots自动产生的文件夹
   • CMakeLists.txt
   • package.xml

3.2 配置文件

package.xml(笔者只展示因为moveit要添加的，其他不再赘述):

<!-- MoveIt -->
<exec_depend>controller_manager</exec_depend>
<build_depend>moveit_msgs</build_depend>