moveit机械臂速度控制程序

### 使用MoveIt实现机械臂末端执行器的姿态控制 #### 函数介绍 `move_arm_to_grasp_target()` 定义了一个主要的函数，用于控制机械臂的移动和抓取任务[^1]。 为了更精确地控制机械臂末端执行器的位置，在 `moveit` 中提供了两个 API 来调整末端执行器的目标位置： - **shift_pose_target**: 此方法允许相对当前位置沿指定坐标轴（X, Y 或 Z）或绕特定轴（ROLL, PITCH, YAW）进行微调。 - **set_pose_target**: 设置绝对目标姿态给定具体的空间坐标系下的位置与方向矩阵或者四元数表示的角度信息[^3]. #### 配置环境 使用机器人模型完成 MoveIt! Setup Assistant 的配置并生成相应的配置包之后，可以启动 `demo.launch` 文件来验证设置是否成功以及测试可视化终端中的运动规划功能[^2]。 #### Python 示例代码 下面是一个简单的例子展示如何利用这些接口编写一段程序让机械臂按照预定路径动作: ```python import sys import copy import rospy import moveit_commander import moveit_msgs.msg import geometry_msgs.msg def main(): # 初始化节点 moveit_commander.roscpp_initialize(sys.argv) rospy.init_node('move_group_python_interface_tutorial', anonymous=True) robot = moveit_commander.RobotCommander() scene = moveit_commander.PlanningSceneInterface() group_name = "manipulator" move_group = moveit_commander.MoveGroupCommander(group_name) display_trajectory_publisher = rospy.Publisher( '/move_group/display_planned_path', moveit_msgs.msg.DisplayTrajectory, queue_size=20) pose_goal = geometry_msgs.msg.Pose() # 设定目标位姿 (单位:m 和 radian) pose_goal.orientation.w = 1.0 pose_goal.position.x = 0.4 pose_goal.position.y = 0.1 pose_goal.position.z = 0.4 move_group.set_pose_target(pose_goal) plan = move_group.go(wait=True) # 清除目标状态 move_group.clear_pose_targets() if __name__ == '__main__': try: main() except rospy.ROSInterruptException: pass ``` 这段脚本通过设定具体的笛卡尔空间内的位置向量(x,y,z)及朝向(quaternion w,x,y,z)，实现了对机械臂末端执行机构的一次性定位操作。对于连续轨迹跟踪，则需循环更新上述参数直至达到期望终点[^4]。

### 如何在 Gazebo 和 MoveIt 中控制机械臂 #### 创建 ROS 工作空间并安装必要软件包 为了能够在 Gazebo 和 MoveIt 中操作机械臂，需先创建一个新的 ROS 工作空间，并安装必要的依赖项。这通常涉及设置 `ros-gazebo` 和 `moveit` 的环境。 ```bash sudo apt-get install ros-noetic-moveit ros-noetic-gazebo-ros-pkgs ``` #### 配置机械臂模型文件 机械臂的操作离不开其 URDF (Unified Robot Description Format) 文件，在此文件中定义了机械臂的物理属性和关节信息[^1]。 #### 启动 Gazebo 并加载机械臂模型 通过编写 launch 文件来启动 Gazebo 及加载机械臂模型是常见做法。下面展示了一个简单的 launch 文件片段： ```xml <launch> <!-- 加载机械臂描述 --> <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro '$(find my_robot_package)/urdf/my_arm.urdf.xacro'" /> <!-- 启动 Gazebo --> <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch"> <arg name="paused" value="false"/> <arg name="use_sim_time" value="true"/> <arg name="gui" value="true"/> <arg name="headless" value="false"/> <arg name="debug" value="false"/> </include> <!-- 插入机械臂到场景 --> <node name="spawn_urdf" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-param robot_description -urdf -model my_arm" output="screen"/> </launch> ``` #### 设置 MoveIt 规划组与控制器配置 为了让 MoveIt 正确识别机械臂结构及其运动范围，需要为每种类型的机械臂设定特定规划群组以及对应的控制器参数。这些配置保存于 YAML 文件内。 #### 编写 Python 或 C++ 客户端程序调用 MoveIt API 控制机械臂动作 最后一步就是利用编程接口去发送指令给机械臂执行具体任务。这里给出一段基于 Python 的简单例子用于移动末端执行器至指定位置： ```python import sys import copy import rospy import moveit_commander import moveit_msgs.msg import geometry_msgs.msg def main(): # 初始化节点 moveit_commander.roscpp_initialize(sys.argv) rospy.init_node('move_group_python_interface_tutorial', anonymous=True) # 获取机器人的命令对象 group_name = "arm" move_group = moveit_commander.MoveGroupCommander(group_name) # 设定目标姿态 pose_goal = geometry_msgs.msg.Pose() pose_goal.orientation.w = 0.707 pose_goal.position.x = 0.4 pose_goal.position.y = 0.1 pose_goal.position.z = 0.4 move_group.set_pose_target(pose_goal) plan = move_group.go(wait=True) move_group.stop() if __name__ == '__main__': try: main() except rospy.ROSTimeMovedError as e: print(e) ```