持续更新|从零到玩转Moveit机械臂控制（一）

随着机器人技术的快速发展,机械臂在工业自动化、服务机人等领域的应用日益广泛。MoveIt作为ROS生态中功能强大且成熟的机械臂运动规划框架,为机械臂的运动规划、碰撞检测、逆运动学求解等提供了完整这的解决方案。

本节开始，我们将分三期学习实践从零到玩转Moveit机械臂控制，带领读者从零开始,详细讲解如何搭建MoveIt环境,导入机械臂模型,使用Setup Assistant生成MoveIt功能包,并最终实现机械臂的运动控制。通过本教程,读者能够掌握MoveIt的基本使用方法,为后续复杂的机械臂应用打下坚实基础。

摘要

使用URDF导出Moveit功能包

仓库

导航仓库: https://github.com/agilexrobotics/Agilex-College
项目仓库: https://github.com/agilexrobotics/piper/piper_moveit.git

使用环境

系统：ubuntu 20.04

ROS版本：noetic

MoveIt简介

MoveIt 是 ROS1 中最成熟、应用最广泛的机械臂运动规划框架，为机器人提供从模型描述到运动执行的一整套解决方案。

MoveIt 主要解决的问题包括：

机械臂运动规划（Motion Planning）
碰撞检测（Collision Checking）
逆运动学（IK）
轨迹生成与执行
RViz 可视化与交互

Moveit安装

可以直接使用二进制安装；使用以下命令安装和moveit相关的所有组件

复制代码

sudo apt install ros-noetic-moveit*

下载URDF文件

首先创建一个新的工作空间；并下载URDF 模型

复制代码

mkdir -p ~/piper_ws/src
cd ~/piper_ws/src
catkin_init_workspace
git clone https://github.com/smalleha/piper_urdf -b noetic
cd ..
catkin_make

编译通过之后，可以使用以下命令在rviz中查看模型

这里以piper_x作例子

复制代码

cd ~/piper_ws/src
source devel/setup.bash
roslaunch piper_x_description display_xacro.launch

图片

使用Setup Assistant导出Moveit包

启动moveit_setup_assistant

复制代码

roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

选择Create New Moveit Configuration Package；创建一个新的Moveit功能包；然后加载机械臂

计算碰撞模型；因为自由一条臂，使用默认参数即可

跳过选择虚拟关节；来到定义规划组；我们这里需要创建两个规划组，机械臂规划组和夹爪规划组；这里先创建机械臂规划组；Group Name设为arm，运动学求解器使用KDL，OMPL Planning 选择RRTstar

设置Kin.Chain

添加规划组的控制关节，选择joint1~joint6，点击>，然后保存

创建gripper的规划组，步骤略有不同；因为夹爪的只有两个关节，所以不需要用到运动学求解器和OMPL

添加规划组的控制关节，选择joint7~joint8，点击>，然后保存

规划组创建完成

设置Robot Pose；在这里可以预先设置好规划组的一些动作；因为是二指夹爪，必须得设置夹爪打开和闭合的动作

先设置机械臂的

设置夹爪闭合状态

设置夹爪张开状态

跳过End Effectors和Passive Joints；设置控制器，这里使用的是position_controllers

Simulation 会生成和gazebo中使用的URDF文件，里面添加了关节的电机属性等物理属性

配置完之后，填上自己的名称以及邮箱

设置功能包名称；然后点击Generate Package输出功能包

启动moveit功能包

复制代码

cd ~/piper_ws/src
source devel/setup.bash
roslaunch piper_x_moveit_config demo.launch

成功启动之后，就可以拖动悬浮球，预设机械臂的位置，点击Plan & Execute控制机械臂运动了

本文系统介绍了基于MoveIt的机械臂控制流程，从环境搭建、URDF模型导入，到MoveIt功能包的生成与启动，涵盖了机械臂运动规划的关键步骤。通过实践操作，读者不仅熟悉了MoveIt的基本功能，还掌握了如何利用Setup Assistant快速生成适配自己机械臂的配置包。后续可以在此基础上，结合具体应用场景，进一步实现复杂的运动规划、路径优化及与传感器的融合控制。

持续更新|从零到玩转Moveit机械臂控制（一）

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使用环境

MoveIt简介

Moveit安装

下载URDF文件

使用Setup Assistant导出Moveit包

启动moveit功能包

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