noetic版本/ubuntu20 通过moveit控制真实机械臂

原创已于 2025-08-19 18:46:23 修改 · 984 阅读

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#机器人 #ros #moveit #ros_control #真实机械臂

于 2025-08-19 18:45:37 首次发布

noetic版本/ubuntu20 通过moveit控制真实机械臂

前几年做过melodic版本的控制真实机械臂的笔记。

https://blog.youkuaiyun.com/ze3000/article/details/121473979

今天新项目是 ubuntu20+ros1 noetic 的环境，用 moveit 配置助手生成配置包后发现内容不一样了。因此重新写一篇作记录。

config包代码浏览

demo.launch

生成的demo.launch 文件，从上往下看。

  <!-- Choose controller manager: fake, simple, or ros_control -->
  <arg name="moveit_controller_manager" default="fake" />

controller manager 有三种选择类型：fake, simple, or ros_control。当前默认选择是 fake。
检查生成的文件，后缀是 moveit_controller_manager.launch.xml的。一共有三种：fake、simple、ros_control。

fake_moveit_controller_manager.launch.xml
simple_moveit_controller_manager.launch.xml
ros_control_moveit_controller_manager.launch.xml

  <!-- Set execution mode for fake execution controllers -->
  <arg name="fake_execution_type" default="interpolate" />

设置虚拟执行控制器的执行模式，这里是 interpolate。点开 fake_moveit_controller_manager.launch.xml 文件，看到：

  <!-- execute the trajectory in 'interpolate' mode or jump to goal position in 'last point' mode -->
  <arg name="fake_execution_type" default="interpolate" />

虚拟执行器有两种模式，一种 interpolate 模式，执行器会对目标位置进行插值，有运动过去的动画效果。另一种模式是 last point，即直接跳到目标点。

  <!-- By default, hide joint_state_publisher's GUI in 'fake' controller_manager mode -->
  <arg name="use_gui" default="false" />
  <arg name="use_rviz" default="true" />

在 fake controller_manager 模式下，隐藏 joint_state_publishe 的GUI：use_gui 默认为 false。默认开启 rviz。

  <group if="$(eval arg('moveit_controller_manager') == 'fake')">
    <!-- We do not have a real robot connected, so publish fake joint states via a joint_state_publisher
         MoveIt's fake controller's joint states are considered via the 'source_list' parameter -->
    <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" unless="$(arg use_gui)">
      <rosparam param="source_list">[move_group/fake_controller_joint_states]</rosparam>
    </node>
    <!-- If desired, a GUI version is available allowing to move the simulated robot around manually
         This corresponds to moving around the real robot without the use of MoveIt. -->
    <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" if="$(arg use_gui)">
      <rosparam param="source_list">[move_group/fake_controller_joint_states]</rosparam>
    </node>

    <!-- Given the published joint states, publish tf for the robot links -->
    <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" respawn="true" output="screen" />
  </group>

如果使用 fake_moveit_controller_manager：

use_gui == false: 订阅move_group/fake_controller_joint_states作为源列表
use_gui == true: 订阅相同的源列表，但状态发布器带图形界面。
robot_state_publisher节点：根据发布的关节状态，发布机器人的tf（变换）信息。这个节点会持续运行（respawn=“true”）并将输出显示在屏幕上（output=“screen”）。
节点 joint_state_publisher 是虚拟的，我们使用真实机械臂应该用实际获取的状态再发布到对应的话题, 默认是 /joint_states。

  <!-- Run the main MoveIt executable without trajectory execution (we do not have controllers configured by default) -->
  <include file="$(dirname)/move_group.launch">
    <arg name="allow_trajectory_execution" value="true"/>
    <arg name="moveit_controller_manager" value="$(arg moveit_controller_manager)" />
    <arg name="fake_execution_type" value="$(arg fake_execution_type)"/>
    <arg name="info" value="true"/>
    <arg name="debug" value="$(arg debug)"/>
    <arg name="pipeline" value="$(arg pipeline)"/>
    <arg name="load_robot_description" value="$(arg load_robot_description)"/>
  </include>

调用 move_group.launch 文件。并传入参数：

allow_trajectory_execution：设为true表示允许进行轨迹规划
moveit_controller_manager：前面设置的 fake 值
fake_execution_type：当使用虚拟控制器时，指定执行方式为前面设置 interpolate
info：启用信息输出，显示运动规划的相关信息
pipeline：指定运动规划器。

move_group.launch

  <!-- move_group settings -->
  <arg name="pipeline" default="ompl" />
  <arg name="allow_trajectory_execution" default="true"/>
  <arg name="moveit_controller_manager" default="simple" />
  <arg name="fake_execution_type" default="interpolate"/>
  <arg name="max_safe_path_cost" default="1"/>
  <arg name="publish_monitored_planning_scene" default="true"/>

  <arg name="capabilities" default=""/>
  <arg name="disable_capabilities" default=""/>

pipeline：默认运动规划器设置为 ompl。
allow_trajectory_execution：是否允许轨迹执行（默认允许）。
moveit_controller_manager：控制器管理器类型设置为 simple。
fake_execution_type：虚拟执行方式为interpolate。
max_safe_path_cost：路径成本的安全阈值。
publish_monitored_planning_scene：发布规划场景到RViz。
capabilities：加载非默认功能（如自定义规划算法）

 <include ns="move_group" file="$(dirname)/trajectory_execution.launch.xml" if="$(arg allow_trajectory_execution)">
    <arg name="moveit_manage_controllers" value="true" />
    <arg name="moveit_controller_manager" value="$(arg moveit_controller_manager)" />
    <arg name="fake_execution_type" value="$(arg fake_execution_type)" />
  </include>

使用 moveit_controller_manager 为前面设置的 simple。

trajectory_execution.launch.xml

  <include file="$(dirname)/$(arg moveit_controller_manager)_moveit_controller_manager.launch.xml" pass_all_args="true" />

传参最后传到这里，终于确定了是启动哪个 _moveit_controller_manager.launch.xml 文件

fake_moveit_controller_manager.launch.xml

  <param name="moveit_controller_manager" value="moveit_fake_controller_manager/MoveItFakeControllerManager"/>
    <rosparam subst_value="true" file="$(find ti5_arm3_moveit_config)/config/fake_controllers.yaml"/>

会默认加载 fake_controllers.yaml 控制器参数文件。

controller_list:
  - name: fake_arm3_controller
    type: $(arg fake_execution_type)
    joints:
      - A
      - B
      - C
      - D
      - E
      - F

ros_control_moveit_controller_manager.launch.xml

	<param name="moveit_controller_manager" value="moveit_ros_control_interface::MoveItControllerManager" />

simple_moveit_controller_manager.launch.xml

  <rosparam file="$(find ti5_arm3_moveit_config)/config/simple_moveit_controllers.yaml" />
  <rosparam file="$(find ti5_arm3_moveit_config)/config/ros_controllers.yaml" />

查找文件目录，发现 ros_controllers.yaml 这个文件为空，simple_moveit_controllers.yaml 里的controller_list 为空。

修改方法

demo.launch

将开头的 moveit_controller_manager 设置为 simple

  <arg name="moveit_controller_manager" default="simple" />

ros_controllers.yaml

在自己编写的 hardware_interface 里，会启动

<rosparam file="$(find ti5_arm3_hardware_interface)/config/controllers.yaml" command="load"/>

ti5_arm3:
  controllers:
    state:
      type: joint_state_controller/JointStateController
      publish_rate: 100
    position:
      type: position_controllers/JointTrajectoryController
      joints:
        - A
        - B
        - C
        - D
        - E
        - F
      constraints:
        goal_time: 0.5
        A:
          trajectory: 0.5
          goal: 0.02
        B:
          trajectory: 0.5
          goal: 0.02
        C:
          trajectory: 0.5
          goal: 0.02
        D:
          trajectory: 0.5
          goal: 0.02
        E:
          trajectory: 0.5
          goal: 0.02
        F:
          trajectory: 0.5
          goal: 0.02

启动 hardware_interface 的节点，用 rostopic list 的值令查看话题的名字

/joint_states
/rosout
/rosout_agg
/ti5_arm3/controllers/position/command
/ti5_arm3/controllers/position/follow_joint_trajectory/cancel
/ti5_arm3/controllers/position/follow_joint_trajectory/feedback
/ti5_arm3/controllers/position/follow_joint_trajectory/goal
/ti5_arm3/controllers/position/follow_joint_trajectory/result
/ti5_arm3/controllers/position/follow_joint_trajectory/status
/ti5_arm3/controllers/position/state

前面的名字是 /ti5_arm3/controllers/position

修改moveit_config 功能包里面的 ros_controllers.yaml 文件

controller_list:
  - name: "/ti5_arm3/controllers/position"
    action_ns: follow_joint_trajectory
    type: FollowJointTrajectory
    defaunlt: true
    joints:
      - A
      - B
      - C
      - D
      - E
      - F