ROS探索总结-66.基于ROS设计一款机械臂控制系统

ROS探索总结-66.基于ROS设计一款机械臂控制系统

说明：

介绍如何基于ROS设计一款机械臂控制系统

正文

今天我们将从以下两个方面为大家介绍ROS机械臂控制系统的设计。

首先我们来看看ROS控制系统的设计方法。

回顾之前介绍的这张框架图，其中抽象出了控制系统的关键部分，虚线左边可以利用MoveIt!快速搭建运动规划层的功能，具体如何将规划得到的数据落实到机器人上的绿色部分，是我们要实现的重点。

这里可以用之前讲过的ros_control来实现，ros_control主要分成两个层次，一个是硬件无关的控制算法，一个是和硬件相关的硬件抽象层，需要根据使用的硬件来实现硬件抽象层的read和write方法。

ros_control是一个控制器框架，如果其中没有满足我们的控制器，也可以自己进行实现，如下是一个简单的闭环控制器结构。

以上只是针对控制的部分，整个机械臂控制系统的搭建可以参考ROS-I的五层架构。

PROBOT Anno的控制系统就是基于ROS-I框架实现的，我们以此为例为大家介绍一种控制系统的设计方法。

PROBOT Anno的定位是桌面级科研和学习的ROS机械臂平台，充分支持ROS中的各种开发接口功能，目前已经上市，大家也可以参考wiki上的介绍。

在硬件层面上，PROBOT Anno的控制系统以我们开发的ROBCELL控制器为核心，向上连接PC端运行的ROS环境，向下连接驱动器和电机，驱动机械臂运动，还可以通过IO控制外部继电器。

在软件层面上，我们基于ROS-I设计了控制系统的框架。上边四个层次运行在ROS环境中，完成机械臂的运动规划和应用处理，然后用simple message发给底层控制器。控制器基于ARM+FPGA的异构SoC平台，FPGA端完成电机控制、接口扩展、算法加速等，ARM端实现轨迹控制、运动学、系统管理等，具体每个层次实现的功能如下。

交互层基于Rviz设计了一系列便于使用的交互界面。

规划层利用MoveIt!实现运动规划，集成Opencv和Tensorflow实现图像处理和识别，调用科大讯飞SDK实现语音识别，扩展交互能力。

控制和反馈信息都需要封装成具体的数据流发送，我们将这些数据划分成了四种类型。

数据封装好之后就可以利用simple message发送出去了。

控制器是设计和实现的重点，我们基于ROS中的部分功能包，进行了源码级的移植和优化。在设计时需要注意部分功能对实时性要求较高，我们单独放到了一个ARM裸核里进行处理，最大程度提高实时性。

硬件上除了六轴本体之外，还可选配多种终端执行器、相机和麦克风阵列。

基于类似的架构，我们还做过一款工业机械臂，有兴趣的小伙伴可以参考：功夫手：一款基于ROS的工业机器人

为了最大程度提高控制器和驱动器的一体化性能，我们还设计了集成伺服驱动算法的SoC。

精简的平台设计不再需要繁杂的通信和接线，在大大减小控制系统体积和成本的同时，提高了机器人的控制性能。

以上就是本讲的内容精要，详细讲解过程和仿真/真机演示过程请见具体课程。

基于ROS设计一款机械臂控制系统 [转发]相关推荐

能打羽毛球又能击穿墙壁，戴上这款机械臂，秒变蜘蛛侠反派「章鱼博士」
贾浩楠发自凹非寺量子位报道 | 公众号 QbitAI 穿戴式机械臂,除了帮助残障人士,还能做什么? 「轻」能打羽毛球,「重」能破墙拆房,从室内生活到高强度劳动,各种任务场景轻松拿下. 这个最新 ...
《Arduino开发实战指南：LabVIEW卷》6.5 基于Arduino控制6自由度机械臂
6.5 基于Arduino控制6自由度机械臂 6.5.1 实现的功能本节将使用LabVIEW设计实现基于Arduino的6自由度机械臂控制.本节中设计的机械臂控制主要演示Arduino在多自由度Se ...
ROS Melodic连接UR5机械臂通讯详细步骤，亲测可行
ros版本:Melodic 机械臂:优傲机器人ur5,控制器cb3,软件版本13.多任务描述:机器人操作系统ros通过网线连接ur5,实现二者通信,在ros下控制ur5运动,为后续基于ros开发机械 ...
【机器人操作系统（ROS）中的机械臂仿真】
[机器人操作系统(ROS)中的机械臂仿真] 1. 前言 2. 什么是机械臂? 3. 设计机械臂 4. 模型设计 5. 了解启动文件 6. 了解自定义节点 7. 运行机械臂模拟 8. 结果和结论 1. ...
matlab simulink基于自抗扰控制的机械臂位置仿真
1.内容简介略 608-可以交流.咨询.答疑 2.内容说明机械臂是指高精度,多输入多输出.高度非线性.强耦合的复杂系统.因其独特的操作灵活性,已在工业装配.安全防爆等领域得到广泛应用. 机械臂是一 ...
基于matlab 宗晓萍,基于ADAMS和MATLAB的机械臂控制仿真
基于ADAMS和MATLAB的机械臂控制仿真宗晓萍;李月月 [期刊名称]<微计算机信息> [年(卷),期]2009(000)035 [摘要]运用多体系统动力学分析软件ADAMS建立虚拟模 ...
ROS下连接dobot机械臂
ROS下连接dobot机械臂我使用的操作系统是ubuntu16.04,ros是kinetic! 首先到dobot官网下载ros下的demo模块,网址:https://cn.dobot.cc/down ...
matlab机械臂dh仿真,基于MATLAB Robotics Tools的机械臂仿真
基于MATLAB Robotics Tools的机械臂仿真 [摘要]在MATLAB环境下,对puma560机器人进行运动学仿真研究,利用Robotics Toolbox工具箱编制了简单的程序语句,建立 ...
【机器人1】基于POE公式的UR5机械臂正运动学建模求解与matlab仿真
基于PoE公式的UR5机械臂正运动学建模求解与matlab仿真基于PoE公式的UR5机械臂正运动学分析 1.1 运动旋量的螺旋释义(理论基础) 1.2 基于PoE公式的UR5机械臂正运动学模型 1. ...

基于ROS设计一款机械臂控制系统 [转发]

ROS探索总结-66.基于ROS设计一款机械臂控制系统

基于ROS设计一款机械臂控制系统 [转发]相关推荐

最新文章

热门文章