R1 Lite 软件介绍
环境依赖
- 硬件依赖：R1 Lite计算单元
- 操作系统依赖：Ubuntu 20.04 LTS（PC安装双系统，非虚拟机）
- 中间件依赖：ROS Noetic
软件版本日志
当前为R1 Lite的首发软件版本。后续的版本更新您可以在R1 Lite软件版本更新日志中查看，获取最新的SDK包及更新信息。
首次操作指引
访问Galaxea R1 Lite开箱启动指南，并按照说明操作R1 Lite。
软件接口
驱动接口
手臂驱动接口
该接口是用于机械臂控制和状态反馈的ROS软件包，定义了多个话题用于发布和订阅臂的状态、控制命令和相关错误代码。以下是每个话题及其对应消息类型的详细描述：
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /hdas/feedback_arm_left | Output | 左臂关节反馈 | sensor_msgs::JointState |
| /hdas/feedback_arm_right | Output | 右臂关节反馈 | sensor_msgs::JointState |
| /hdas/feedback_gripper_left | Output | 左夹爪行程 | sensor_msgs::JointState |
| /hdas/feedback_gripper_right | Output | 右夹爪行程 | sensor_msgs::JointState |
| /hdas/feedback_status_arm_left | Output | 左臂状态反馈 | hdas_msg::feedback_status |
| /hdas/feedback_status_arm_right | Output | 右臂状态反馈 | hdas_msg::feedback_status |
| /hdas/feedback_status_gripper_left | Output | 左夹爪状态反馈 | hdas_msg::feedback_status |
| /hdas/feedback_status_gripper_right | Output | 右夹爪状态反馈 | hdas_msg::feedback_status |
| /motion_control/control_arm_left | Input | 左臂电机控制 | hdas_msg::motor_control |
| /motion_control/control_arm_right | Input | 右臂电机控制 | hdas_msg::motor_control |
| /motion_control/control_gripper_left | Input | 左夹爪电机控制 | hdas_msg::motor_control |
| /motion_control/control_gripper_right | Input | 右夹爪电机控制 | hdas_msg::motor_control |
| /motion_control/position_control_gripper_left | Input | 左夹爪位置控制 | std_msgs::Float32 |
| /motion_control/position_control_gripper_right | Input | 右夹爪位置控制 | std_msgs::Float32 |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /hdas/feedback_arm_left | header | 标准消息头 |
| position | [关节1位置, 关节2位置, 关节3位置, 关节4位置, 关节5位置, 关节6位置, 夹爪关节位置] | |
| velocity | [关节1速度, 关节2速度, 关节3速度, 关节4速度, 关节5速度, 关节6速度, 夹爪关节速度] | |
| effort | [关节1力矩, 关节2力矩, 关节3力矩, 关节4力矩, 关节5力矩, 关节6力矩, 夹爪关节力矩] | |
| /hdas/feedback_arm_right | header | 标准消息头 |
| position | [关节1位置, 关节2位置, 关节3位置, 关节4位置, 关节5位置, 关节6位置, 夹爪关节位置] | |
| velocity | [关节1速度, 关节2速度, 关节3速度, 关节4速度, 关节5速度, 关节6速度, 夹爪关节速度] | |
| effort | [关节1力矩, 关节2力矩, 关节3力矩, 关节4力矩, 关节5力矩, 关节6力矩, 夹爪关节力矩] | |
| /hdas/feedback_gripper_left | header | 标准消息头 |
| position | 夹爪行程 (0-100mm) | |
| velocity | 暂不使用 | |
| effort | 暂不使用 | |
| /hdas/feedback_gripper_right | header | 标准消息头 |
| position | 夹爪行程 (0-100mm) | |
| velocity | 暂不使用 | |
| effort | 暂不使用 | |
| /hdas/feedback_status_arm_left | header | 标准消息头 |
| name_id | 关节名称 | |
| errors | 包含错误码和对应的错误描述 | |
| /hdas/feedback_status_arm_right | header | 标准消息头 |
| name_id | 关节名称 | |
| errors | 包含错误码和对应的错误描述 | |
| /hdas/feedback_status_gripper_left | header | 标准消息头 |
| name_id | 关节名称 | |
| errors | 包含错误码和对应的错误描述 | |
| /hdas/feedback_status_gripper_right | header | 标准消息头 |
| name_id | 关节名称 | |
| errors | 包含错误码和对应的错误描述 | |
| /motion_control/control_arm_left（伺服模式） | header | 标准消息头 |
| name | - | |
| p_des | [关节1位置, 关节2位置, 关节3位置, 关节4位置, 关节5位置, 关节6位置, 夹爪关节位置] | |
| v_des | [关节1速度最大限制, 关节2速度最大限制, 关节3速度最大限制, 关节4速度最大限制, 关节5速度最大限制, 关节6速度最大限制, 夹爪关节速度最大限制] | |
| t_ff | [关节1力矩最大限制, 关节2力矩最大限制, 关节3力矩最大限制, 关节4力矩最大限制, 关节5力矩最大限制, 关节6力矩最大限制, 夹爪关节力矩最大限制] | |
| mode | - | |
| /motion_control/control_arm_left（力位混合控制模式） | header | 标准消息头 |
| name | - | |
| p_des | [关节1位置, 关节2位置, 关节3位置, 关节4位置, 关节5位置, 关节6位置, 夹爪关节位置] | |
| v_des | [关节1速度, 关节2速度, 关节3速度, 关节4速度, 关节5速度, 关节6速度, 夹爪关节速度] | |
| kp | [关节1kp, 关节2kp, 关节3kp, 关节4kp, 关节5kp, 关节6kp, 夹爪关节kp] | |
| kd | [关节1kd, 关节2kd, 关节3kd, 关节4kd, 关节5kd, 关节6kd, 夹爪关节kd] | |
| t_ff | [关节1力矩, 关节2力矩, 关节3力矩, 关节4力矩, 关节5力矩, 关节6力矩, 夹爪关节力矩] | |
| mode | - | |
| /motion_control/control_arm_right（伺服模式） | header | 标准消息头 |
| name | - | |
| p_des | [关节1位置, 关节2位置, 关节3位置, 关节4位置, 关节5位置, 关节6位置, 夹爪关节位置] | |
| v_des | [关节1速度最大限制, 关节2速度最大限制, 关节3速度最大限制, 关节4速度最大限制, 关节5速度最大限制, 关节6速度最大限制, 夹爪关节速度最大限制] | |
| t_ff | [关节1力矩最大限制, 关节2力矩最大限制, 关节3力矩最大限制, 关节4力矩最大限制, 关节5力矩最大限制, 关节6力矩最大限制, 夹爪关节力矩最大限制] | |
| mode | - | |
| /motion_control/control_arm_right（力位混合控制模式） | header | 标准消息头 |
| name | - | |
| p_des | [关节1位置, 关节2位置, 关节3位置, 关节4位置, 关节5位置, 关节6位置, 夹爪关节位置] | |
| v_des | [关节1速度, 关节2速度, 关节3速度, 关节4速度, 关节5速度, 关节6速度, 夹爪关节速度] | |
| kp | [关节1kp, 关节2kp, 关节3kp, 关节4kp, 关节5kp, 关节6kp, 夹爪关节kp] | |
| kd | [关节1kd, 关节2kd, 关节3kd, 关节4kd, 关节5kd, 关节6kd, 夹爪关节kd] | |
| t_ff | [关节1力矩, 关节2力矩, 关节3力矩, 关节4力矩, 关节5力矩, 关节6力矩, 夹爪关节力矩] | |
| mode | - | |
| /motion_control/control_gripper_left | header | 标准消息头 |
| name | - | |
| p_des | 夹爪电机位置 | |
| v_des | 夹爪电机速度 | |
| kp | 夹爪电机kp | |
| kd | 夹爪电机kd | |
| t_ff | 夹爪力矩 | |
| mode | - | |
| /motion_control/control_gripper_right | header | 标准消息头 |
| name | - | |
| p_des | 夹爪电机位置 | |
| v_des | 夹爪电机速度 | |
| kp | 夹爪电机kp | |
| kd | 夹爪电机kd | |
| t_ff | 夹爪力矩 | |
| mode | - | |
| /motion_control/position_control_gripper_left | header | 标准消息头 |
| data | 夹爪行程期待值 (0-100mm) | |
| /motion_control/position_control_gripper_right | header | 标准消息头 |
| data | 夹爪行程期待值 (0-100mm) |
躯干驱动接口
该接口是用于躯干控制和提供状态反馈的ROS软件包，它定义了多个话题，用于发布和订阅躯干电机的状态和控制命令。以下是每个话题及其对应消息类型的详细描述：
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /hdas/feedback_torso | Output | 躯干关节反馈 | sensor_msgs/JointState |
| /hdas/feedback_status_torso | Output | 躯干状态反馈 | hdas_msg::feedback_status |
| /motion_control/control_torso | Input | 躯干电机控制 | hdas_msg::motor_control |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /hdas/feedback_torso | header | 标准消息头 |
| position | [关节1位置, 关节2位置, 关节3位置, 0] | |
| velocity | [关节1速度, 关节2速度, 关节3速度, 0] | |
| effort | [关节1力矩, 关节2力矩, 关节3力矩, 0] | |
| /hdas/feedback_status_torso | header | 标准消息头 |
| name_id | 关节名称 | |
| errors | 包含错误码和对应的错误描述 | |
| /motion_control/control_torso | header | 标准消息头 |
| name | - | |
| p_des | [关节1位置, 关节2位置, 关节3位置, 0] | |
| v_des | [关节1速度, 关节2速度, 关节3速度, 0] | |
| kp | [关节1kp, 关节2kp, 关节3kp, 0] | |
| kd | [关节1kd, 关节2kd, 关节3kd, 0] | |
| t_ff | [关节1力矩, 关节2力矩, 关节3力矩, 0] | |
| mode | - |
底盘驱动接口
该接口是用于底盘状态反馈的ROS软件包，定义了多个话题以报告底盘电机的状态。以下是每个话题及其相关消息类型的详细描述：
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /hdas/feedback_chassis | Output | 底盘轮毂和转向电机反馈 | sensor_msgs::JointState |
| /hdas/feedback_status_chassis | Output | 底盘状态反馈 | hdas_msg::feedback_status |
| /motion_control/control_chassis | Input | 底盘轮毂和转向电机控制 | hdas_msg::motor_control |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /hdas/feedback_chassis | header | 标准消息头 |
| position | [左前轮角度, 右前轮角度, 后轮角度] | |
| velocity | [左前轮线速度, 右前轮线速度, 后轮线速度] [0.0, 0.0, 0.0] |
|
| effort | [0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0] | |
| /hdas/feedback_status_chassis | header | 标准消息头 |
| name_id | 关节名称 | |
| errors | 包含错误码和对应的错误描述 | |
| /motion_control/control_chassis | header | 标准消息头 |
| name | - | |
| p_des | [左前轮角度, 右前轮角度, 后轮角度] | |
| v_des | [左前轮线速度, 右前轮线速度, 后轮线速度] | |
| kp | - | |
| kd | - | |
| t_ff | - | |
| mode | - |
相机接口
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /hdas/camera_wrist_left/color/image_raw/compressed | Output | 右腕相机RGB压缩图（如存在） | sensor_msgs::CompressedImage |
| /hdas/camera_wrist_right/color/image_raw/compressed | Output | 左腕相机RGB压缩图（如存在） | sensor_msgs::CompressedImage |
| /hdas/camera_wrist_left/aligned_depth_to_color/image_raw | Output | 左腕相机深度图（如存在） | sensor_msgs::Image |
| /hdas/camera_wrist_right/aligned_depth_to_color/image_raw | Output | 右腕相机深度图（如存在） | sensor_msgs::Image |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /hdas/camera_wrist_left/color/image_raw/compressed | header | 标准消息头 |
| format | JPEG | |
| data | 图像数据 | |
| /hdas/camera_wrist_right/color/image_raw/compressed | header | 标准消息头 |
| format | JPEG | |
| data | 图像数据 | |
| /hdas/camera_wrist_left/aligned_depth_to_color/image_raw | header | 标准消息头 |
| height | 取决于设置 | |
| width | 取决于设置 | |
| encoding | 16UC1 | |
| is_bigendian | 0 | |
| step | 取决于设置 | |
| data | 图像数据 | |
| /hdas/camera_wrist_right/aligned_depth_to_color/image_raw | header | 标准消息头 |
| height | 取决于设置 | |
| width | 取决于设置 | |
| encoding | 16UC1 | |
| is_bigendian | 0 | |
| step | 根据配置决定 | |
| data | 图像数据 |
IMU 接口
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /hdas/imu_chassis | Output | 底盘IMU反馈 | sensor_msgs::Imu |
| /hdas/imu_torso | Output | 躯干IMU反馈 | sensor_msgs::Imu |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /hdas/imu_chassis | header | 标准消息头 |
| orientation.x | 四元数x | |
| orientation.y | 四元数y | |
| orientation.z | 四元数z | |
| orientation.w | 四元数w | |
| angular_velocity.x | 陀螺仪角速度x | |
| angular_velocity.y | 陀螺仪角速度y | |
| angular_velocity.z | 陀螺仪角速度z | |
| linear_acceleration.x | 线加速度x | |
| linear_acceleration.y | 线加速度y | |
| linear_acceleration.z | 线加速度z | |
| /hdas/imu_torso | header | 标准消息头 |
| orientation.x | 四元数x | |
| orientation.y | 四元数y | |
| orientation.z | 四元数z | |
| orientation.w | 四元数w | |
| angular_velocity.x | 陀螺仪角速度x | |
| angular_velocity.y | 陀螺仪角速度y | |
| angular_velocity.z | 陀螺仪角速度z | |
| linear_acceleration.x | 线加速度x | |
| linear_acceleration.y | 线加速度y | |
| linear_acceleration.z | 线加速度z |
BMS 接口
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /hdas/bms | Output | 电池BMS消息 | hdas_msg::bms |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /hdas/bms | header | 标准消息头 |
| voltage | 电压 (V) | |
| current | 电流 (I) | |
| capital | 电量剩余 (%) |
遥控器接口
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /controller | Output | 遥控器信号 | hdas_msg::controller_signal_stamped |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /controller | header | 标准消息头 |
| data.left_x_axis | 左摇杆x方向 | |
| data.left_y_axis | 左摇杆y方向 | |
| data.right_x_axis | 右摇杆x方向 | |
| data.right_y_axis | 右摇杆y方向 | |
| mode | 2: 遥控器控制 (底盘)5: 上位机控制 (底盘) |
运动控制接口
- 手臂关节控制：该节点负责控制手臂的每个关节。
- 手臂姿态控制：该节点负责控制手臂移动到目标末端执行器（ee）坐标帧，分为左臂的姿态控制和右臂的姿态控制。
- 躯干速度控制：该节点负责控制躯干移动到目标浮动基座坐标帧。
- 底盘控制：该节点使用矢量控制来控制R1 Lite底盘，可同时发送三个方向的速度命令：x、y 和w。
手臂关节控制
手臂关节控制节点负责控制手臂的每个关节，总共有6个关节。 可通过以下命令启动：
# 以下两个launch选择一个启动，本质是关节速度限制参数不一样
source ~/work/galaxea/install/setup.bash
roslaunch mobiman r1_lite_jointTrackerdemo.launch #（正常模式）
roslaunch mobiman r1_lite_jointTrackerdemo_fast.launch #（高跟随模式）
接口信息如下：
| Topic Name | I/O | Description | Message Type |
|---|---|---|---|
| /motion_target/target_joint_state_arm_left | Input | 左臂各关节的目标位置 | sensor_msgs::JointState |
| /motion_target/target_joint_state_arm_right | Input | 右臂各关节的目标位置 | sensor_msgs::JointState |
| /hdas/feedback_arm_left | Input | 左臂关节反馈 | sensor_msgs::JointState |
| /hdas/feedback_arm_right | Input | 右臂关节反馈 | sensor_msgs::JointState |
| /motion_control/control_arm_left | Output | 左臂电机控制 | hdas_msg::motor_control |
| /motion_control/control_arm_right | Output | 右臂电机控制 | hdas_msg::motor_control |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /motion_target/target_joint_state_arm_left /motion_target/target_joint_state_arm_right |
header | 标准消息头 |
| position | 这是一个包含六个元素的向量，代表每个关节的六个目标位置。 | |
| velocity | 这是一个包含六个元素的向量，代表每个关节在运动过程中的最大速度。 | |
| /hdas/feedback_arm_left | - | 请参考手臂驱动接口 |
| /hdas/feedback_arm_right | - | 请参考手臂驱动接口 |
| /motion_control/control_arm_left | - | 请参考手臂驱动接口 |
| /motion_control/control_arm_right | - | 请参考手臂驱动接口 |
手臂姿态控制
手臂姿态控制是一个用于控制手臂移动到目标末端执行器（ee）坐标帧的ROS软件包。它主要包括两个launch文件,分别对应 左臂的姿态控制和右臂的姿态控制, 可以通过以下命令启动
source ~/work/galaxea/install/setup.bash
roslaunch mobiman R1_Lite_left_arm_relaxed_ik.launch #启动左手
roslaunch mobiman R1_Lite_right_arm_relaxed_ik.launch #启动右手
接口信息如下：
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /motion_target/target_pose_arm_left | Input | 目标左臂末端执行器姿态 | Geometry_msgs::PoseStamped |
| /motion_target/target_pose_arm_right | Input | 目标右臂末端执行器姿态 | Geometry_msgs::PoseStamped |
| /hdas/feedback_arm_left | Input | 左臂关节反馈 | Sensor_msgs::JointState |
| /hdas/feedback_arm_right | Input | 右臂关节反馈 | Sensor_msgs::JointState |
| /motion_control/control_arm_left | Output | 左臂关节控制 | hdas_msg::motor_control |
| /motion_control/control_arm_right | Output | 右臂关节控制 | hdas_msg::motor_control |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /motion_target/pose_ee_arm_left/motion_target/pose_ee_arm_right | header | 标准消息头 |
| pose.position.x | X轴偏移 | |
| pose.position.y | Y轴偏移 | |
| pose.position.z | Z轴偏移 | |
| pose.orientation.x | 旋转四元数 | |
| pose.orientation.y | 旋转四元数 | |
| pose.orientation.z | 旋转四元数 | |
| pose.orientation.w | 旋转四元数 | |
| /hdas/feedback_arm_left | - | 请参考手臂驱动接口 |
| /hdas/feedback_arm_right | - | 请参考手臂驱动接口 |
| /motion_control/control_arm_left | - | 请参考手臂驱动接口 |
| /motion_control/control_arm_right | - | 请参考手臂驱动接口 |
躯干速度控
R1 Lite躯干速度控制是一个用于控制躯干移动到目标浮动基座坐标帧的ROS软件包。它可以通过以下命令启动：
接口信息如下：
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /motion_target/target_speed_torso | Input | 浮动基座框架的目标速度 | Geometry_msgs::Twist::ConstPtr |
| /hdas/feedback_torso | Input | 躯干关节反馈 | Sensor_msgs::JointState |
| /motion_control/control_torso | Output | 躯干关节控制 | hdas_msg::motor_control |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 话题名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /motion_target/target_speed_torso | target_speed.v_x = msg->linear.x | 躯干笛卡尔空间x方向线速度，[-0.2,0.2]m/s； -0.1≤x≤0.2 |
| target_speed.v_z = msg->linear.z | 躯干笛卡尔空间z方向线速度，[-0.2,0.2]m/s； 0.1≤z≤0.7 |
|
| target_speed.v_pitch = msg->twist.angular.y | 躯干笛卡尔空间pitch角速度 | |
| target_speed.v_yaw = msg->twist.angular.z | 躯干笛卡尔空间yaw角速度 | |
| /hdas/feedback_torso | - | 请参考躯干驱动接口 |
底盘控制
底盘控制是一个使用矢量控制来控制R1 Lite底盘的节点，可同时发送三个方向的速度命令：x、y 和w。
通过以下命令启动：
source ~/work/galaxea/install/setup.bash
roslaunch mobiman r1_lite_chassis_control_w_o_eepose.launch
该文件将启动一个节点：r1_lite_chassis_control_node，负责R1 Lite底盘的速度控制。其接口如下所示：
| 话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
|---|---|---|---|
| /motion_target/target_speed_chassis | Input | 底盘的目标速度，包括vx, vy and omega. | geometry_msgs::Twist |
| /motion_target/chassis_acc_limit | Input | 底盘的加速度限制，最大值分别为2.5, 1.0, 1.0 | geometry_msgs::Twist |
| /motion_target/brake_mode | Input | 发出底盘是否进入制动模式的指令。如果处于制动模式，当速度为0时，底盘将通过将车轮转动一定角度来锁定自身。 | std_msgs::Bool |
| /hdas/feedback_chassis | Input | R1 Lite底盘控制订阅此话题并控制底盘的目标速度。 | sensor_msgs::JointState |
| /motion_control/control_chassis | Output | R1 Lite底盘控制发布此话题以控制电机。 | hdas_msg::motor_control |
针对以上话题的具体字段及其详细描述如下表所示：
| 消息名称 | 字段 | 描述 |
|---|---|---|
| /motion_target/target_speed_chassis | header | 标准消息头 |
| linear | 线速度 | |
| .x | 线速度x, 范围 (-1.5, 1.5) m/s | |
| .y | 线速度y, 范围 (-1.5, 1.5) m/s | |
| angular | 角速度 | |
| .z | 角速度, 范围 (-3 - 3) rad/s | |
| /motion_target/chassis_acc_limit | header | 标准消息头 |
| linear | 线速度 | |
| .x | 加速度限制x, 范围 (-2.5, 2.5) m/s² | |
| .y | 加速度限制y, 范围 (-1.0, 1.0) m/s² | |
| angular | 角速度 | |
| .z | 角速度限制, 范围 (-3, 3) rad/s² | |
| /motion_target/brake_mode | data | 布尔值 进入刹车模式：True 退出刹车模式：False |
| /hdas/feedback_chassis | - | 请参考底盘驱动接口 |
| /motion_control/control_chassis | - | 请参考底盘驱动接口 |