R1 Pro 软件介绍 ROS 1 Noetic
环境依赖
- 硬件依赖:R1 Pro计算单元
- 操作系统依赖:Ubuntu 20.04 LTS
- 中间件依赖:ROS 1 Noetic
获取SDK
VisitR1 Pro ROS 1 软件版本更新日志,获取最新的SDK包及更新信息。
启动SDK
当前支持分开启动和一键启动两种方式启动软件接口。为了您的安全,建议使用分开启动的方式启动SDK。文件信息如下:
接口 | 文件包名称 | 路径 | 启动文件 |
---|---|---|---|
Arms Driver Interface Torso Driver Interface Chassis Driver Interface IMU Interface BMS Interface Remote Controller Interface |
HDAS | /install/share/HDAS/launch/ | r1pro.launch |
Camera Interface | signal_camera | /install/share/signal_camera/launch/ | signal_camera.launch |
LiDAR Interface | livox_ros_driver2 | /install/share/livox_ros_driver2/launch_ROS1/ | msg_MID360.launch |
分开启动各接口
所有组件可以通过以下命令模板启动。
source ~{your_download_path}/install/setup.bash
roslaunch <Package Name> <Launch File>
# 示例
roslaunch HDAS r1pro.launch
一键启动所有接口
注意:执行以下命令将启动所有驱动和运控接口。
sudo apt-get install tmux tmuxp
cd {your_download_path}/install/share/startup_config/script
./ota_script.sh boot ../session.d/ATCStandard/R1PROBody.d/
Demo演示
访问页面 R1 Pro Demo演示指南,并按照说明操作R1 Pro。
软件接口
当前的Galaxea R1 Pro控制图如下所示,由6个主要部分组成:关节控制、手臂姿态控制、夹爪控制、躯干速度控制、底盘控制和姿态估计。整个软件包被简称为“mobiman”,表示移动操作。
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。接口信息如下所示:
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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7速度] | |
kp | [关节1kp, 关节2kp, 关节3kp, 关节4kp, 关节5kp, 关节6kp, 关节7kp] | |
kd | [关节1kd, 关节2kd, 关节3kd, 关节4kd, 关节5kd, 关节6kd, 关节7kd] | |
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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7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, 关节7速度] | |
kp | [关节1kp, 关节2kp, 关节3kp, 关节4kp, 关节5kp, 关节6kp, 关节7kp] | |
kd | [关节1kd, 关节2kd, 关节3kd, 关节4kd, 关节5kd, 关节6kd, 关节7kd] | |
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, 关节7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) |
*机械臂关节电机控制接口说明
/hdas/feedback_status_arm_left
/hdas/feedback_status_arm_right
下图为力位混合控制模式架构:
电机的输出扭矩公式用于计算电流环给定跟踪的力矩值 Tref
,公式如下:
\(K_p(p_d - p_e) + K_d(v_d - v_e)+t_{ff} = T_{ref}\),其中:
Kp
,Kd
为位置增益和速度增益的比例项;pd
,vd
为期望的位置和速度;t_ff
为前馈力矩;pe
为编码器反馈的位置,ve
为微分得到的电机转速。- 输入项包括:
Kp
,Kd
,pd
,vd
,t_ff
。 - 反馈项
pe
和ve
无需手动输入。
注意:
- 前馈力矩是必须项。位置项和速度项无法弥补过大的力矩误差,前馈力矩至少应补偿机械臂自身重力的影响。
-
以下是A2机械臂电机的推荐
kp
和kd
值,调整时请谨慎操作。R1_Pro_A2_left_kp = [2.0, 2.0, 2.0, 2.0, 2.0, 2.0, 2.0]
R1_Pro_A2_left_kd = [25.0, 25.0, 25.0, 25.0, 25.0, 25.0, 25.0]
R1_Pro_A2_right_kp = [2.0, 2.0, 2.0, 2.0, 2.0, 2.0, 2.0]
R1_Pro_A2_right_kd = [25.0, 25.0, 25.0, 25.0, 25.0, 25.0, 25.0]
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。接口信息如下所示:
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, 关节4位置] | |
velocity | [关节1速度, 关节2速度, 关节3速度, 关节4速度] | |
effort | 暂不使用 | |
/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, 关节4位置] | |
v_des | [关节1速度, 关节2速度, 关节3速度, 关节4速度] | |
kp | [关节1kp, 关节2kp, 关节3kp, 关节4kp] | |
kd | [关节1kd, 关节2kd, 关节3kd, 关节4kd] | |
t_ff | [关节1力矩, 关节2力矩, 关节3力矩, 关节4力矩] | |
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
接口信息如下所示::
话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
---|---|---|---|
/hdas/camera_chassis_front_left/rgb/compressed | Output | 底盘左前相机RGB压缩图 | sensor_msgs::CompressedImage |
/hdas/camera_chassis_front_right/rgb/compressed | Output | 底盘右前相机RGB压缩图 | sensor_msgs::CompressedImage |
/hdas/camera_chassis_left/rgb/compressed | Output | 底盘左相机RGB压缩图 | sensor_msgs::CompressedImage |
/hdas/camera_chassis_right/rgb/compressed | Output | 底盘右相机RGB压缩图 | sensor_msgs::CompressedImage |
/hdas/camera_chassis_rear/rgb/compressed | Output | 底盘后相机RGB压缩图 | sensor_msgs::CompressedImage |
/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_head/left_raw/image_raw_color/compressed | Output | 头部相机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 |
/hdas/camera_head/depth/depth_registered | Output | 头部相机深度图(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_chassis_front_left/rgb/compressed | header | 标准消息头 |
format | JPEG | |
data | 图像数据 | |
/hdas/camera_chassis_front_right/rgb/compressed | header | 标准消息头 |
format | JPEG | |
data | 图像数据 | |
/hdas/camera_chassis_left/rgb/compressed | header | 标准消息头 |
format | JPEG | |
data | 图像数据 | |
/hdas/camera_chassis_right/rgb/compressed | header | 标准消息头 |
format | JPEG | |
data | 图像数据 | |
/hdas/camera_chassis_rear/rgb/compressed | header | 标准消息头 |
format | JPEG | |
data | 图像数据 | |
/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_head/left_raw/image_raw_color/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 | 根据配置决定 | |
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 | |
/hdas/camera_head/depth/depth_registered | header | 标准消息头 |
height | 取决于设置 | |
width | 取决于设置 | |
encoding | 32FC1 | |
is_bigendian | 0 | |
step | 取决于设置 | |
data | 图像数据 |
激光雷达接口
接口信息如下所示::
话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
---|---|---|---|
/hdas/lidar_chassis_left | Output | 雷达点云图 | sensor_msgs::PointCloud2 |
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/lidar_chassis_left | header | 标准消息头 |
fields | 雷达数据 |
IMU 接口
接口信息如下所示::
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
接口信息如下所示::
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
接口信息如下所示::
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
-
关节控制:该节点控制R1 Pro躯干和手臂的每个关节。
-
手臂姿态控制:该节点控制手臂运动至目标末端执行器(ee)的坐标系。
-
夹爪控制:该节点控制末端执行器夹爪运动至目标位置。
-
躯干速度控制:该节点控制躯干运动至目标浮动基座坐标系。
-
底盘控制:该节点使用矢量控制来控制R1 Pro底盘,允许同时发送x、y和w三个方向的速度命令。
-
姿态估计:该节点接收来自HDAS的关节角反馈,并计算出对应三个坐标系的反馈。
关节控制
R1 Pro关节控制节点负责控制R1 Pro躯干和手臂的每个关节,总共有18个关节。可通过以下命令启动:
该文件将启动 r1_pro_jointTracker_demo_node
,该节点是负责控制每个关节的主要节点。接口信息如下所示::
Topic Name | I/O | Description | Message Type |
---|---|---|---|
/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 |
/hdas/feedback_torso | Input | 躯干关节反馈 | sensor_msgs::JointState |
/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 |
/motion_target/target_joint_state_torso | Input | 躯干各关节目标位置 | 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 |
/motion_control/control_torso | Output | 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_arm_left | - | 请参考手臂驱动接口 |
/hdas/feedback_arm_right | - | 请参考手臂驱动接口 |
/hdas/feedback_torso | - | 请参考躯干驱动接口 |
/motion_target/target_joint_state_arm_left /motion_target/target_joint_state_arm_right |
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。最大速度如下:{3, 3, 3, 5, 5, 5}。 加速度和加加速度限制设置为速度限制的1.5倍。 | |
/motion_target/target_joint_state_torso | position | 这是一个包含四个元素的向量,代表每个关节的四个目标位置。 |
velocity | 这是一个包含四个元素的向量,代表每个关节在运动过程中的速度。最大速度如下:{1.5, 1.5, 1.5, 1.5}。 加速度和加加速度限制设置为速度限制的1.5倍。 | |
/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 |
/motion_control/control_torso | - | 请参考躯干驱动接口 |
手臂姿态控制
R1 Pro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 {your_download_path}/install/setup.bash
roslaunch mobiman r1_pro_left_arm_relaxed_ik.launch
roslaunch mobiman r1_pro_right_arm_relaxed_ik.launch
请注意:
-
由于姿态控制是根据目标ee姿态不断解算出目标关节角下发给
/motion_target/target_joint_state_arm_left
和/motion_target/target_joint_state_arm_right
,所以当双臂姿态控制器启动后,需要执行以下命令启动关节控制节点。 -
当双臂姿态控制器启动后,左右双臂将自动调整至左图所示的状态。请确保将R1 Pro置于双臂自然垂下的位置,以避免因运动角度过大导致初始化失败。
- 当前末端姿态控制的相对位姿是URDF中
gripper_link
相对于torso_link4
的姿态转换。以下图中的左臂为例,左臂的left_gripper_link
坐标系相对于躯干的torso_link4
坐标系的相对关系中,包含了x、y、z的偏移量以及orientation对应的旋转偏移。
接口信息如下所示:
话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
---|---|---|---|
/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_target/target_pose_arm_left | Input | 目标左臂末端执行器位姿 | geometry_msgs::PoseStamped |
/motion_target/target_pose_arm_right | Input | 目标右臂末端执行器位姿 | geometry_msgs::PoseStamped |
/motion_target/target_joint_state_arm_left | Output | 左臂关节目标位置 | sensor_msgs::JointState |
/motion_control/control_arm_right | Output | 右臂关节目标位置 | sensor_msgs::JointState |
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 /hdas/feedback_arm_right |
- | 请参考手臂驱动接口 |
/motion_target/target_pose_arm_left /motion_target/target_pose_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 | |
/motion_target/target_joint_state_arm_left /motion_target/target_joint_state_arm_right |
- | 请参考手臂驱动接口 |
夹爪控制
夹爪控制是一个用于控制末端执行器夹爪的ROS node,可通过以下命令启动:
source {your_download_path}/install/setup.bash
roslaunch mobiman r1_gripperController.launch robot_type:=R1PRO
R1_Gripper_Controller
(注意:此处不是R1_Pro_Gripper_Controller)。接口信息如下所示::
话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
---|---|---|---|
/motion_target/target_position_gripper_left | Input | 左夹爪目标位置 | sensor_msgs::JointState |
/motion_target/target_position_gripper_right | Input | 右夹爪目标位置 | sensor_msgs::JointState |
/motion_control/control_gripper | Output | 夹爪电机控制 | sensor_msgs::JointState |
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_position_gripper_left /motion_target/target_position_gripper_right |
position | 表示左右夹爪的目标位置,[0,100],0为完全闭合,100为完全张开。 |
/motion_control/control_gripper | - | 请参考手臂驱动接口 |
躯干速度控制
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。通过以下命令启动:
source {your_download_path}/install/setup.bash
roslaunch mobiman torso_control_r1.launch
# 注意,此命令不能与 joint_tracker 同时执行。
# 如果需要同时使用 joint_tracker,请改用 joint_tracker_disable_torso。
# 详细信息可在关节控制小节查询。
该控制节点如图所显示,表示torsolink3
相对base_link
的的速度控制,其方向与base_link
的frame相同。
v_x
是torso frame相对于base_link
的x方向的速度(最大速度是0.1m/s),正值表示基于base_link
向前,负值表示向后;v_z
是torso frame相对于base_link
的z方向的速度(最大速度是0.1m/s),方向正值表示基于base_link
向上,负值表示向下;w_pitch
是torso frame相对于base_link
的y方向的角速度(最大速度是0.3rad/s),方向符合右手坐标系;w_yaw
是torso frame相对于base_link
的z方向的角速度(最大速度是0.3rad/s),方向符合右手坐标系。
接口信息如下所示。
话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
---|---|---|---|
/hdas/feedback_torso | Input | 躯干关节反馈 | sensor_msgs::JointState |
/motion_target/target_speed_torso | Input | 浮动基座框架的目标速度 | geometry_msgs::TwistStamped |
/motion_control/control_torso | Output | 躯干各关节目标位置 | 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 | - | 请参考躯干驱动接口 |
/motion_target/target_speed_torso | target_speed.v_x = msg.twist.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.twist.linear.z | 躯干笛卡尔空间z方向线速度,[-0.1,0.1]m/s, 0.3≤z≤0.7 |
|
target_speed.w_pitch =msg.twist.angular.y | 躯干笛卡尔空间y方向角速度,[-0.3,0.3]m/s, -1.75≤z≤1.75 |
|
target_speed.w_yaw =msg.twist.angular.z | 躯干笛卡尔空间z方向角速度,[-0.3,0.3]m/s, -0.75≤z≤0.75 |
底盘控制
底盘控制是一个矢量控制节点,允许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:
该文件将启动两个节点:chassis_control_node
和 r1_pro_eepose_pub_node
。chassis_control_node
负责R1底盘的速度控制。接口信息如下所示:
话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
---|---|---|---|
/hdas/feedback_chassis | Input | 底盘控制订阅此话题并控制底盘的目标速度。 | sensor_msgs::JointState |
/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 |
/motion_control/control_chassis | Output | 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 |
---|---|---|
/hdas/feedback_chassis | - | 请参考底盘驱动接口 |
/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 |
/motion_control/control_chassis | - | 请参考底盘驱动接口 |
姿态估计
在底盘控制的launch文件中,还会启动一个名为eepose_pub_node
的节点。该节点接收来自HDAS的关节角反馈,并计算出对应于三个坐标系的反馈。eepose_pub_node
定义了三个坐标帧:基座连接框架(Base Link Frame,左图)、浮动基座框架(Floating Base Frame,中图)和末端执行器姿态框架(End-Effector Pose Frame,右图)。
接口信息如下所示::
话题名称 | I/O | 描述 | 消息类型 |
---|---|---|---|
/hdas/feedback_arm_right | Input | 左臂电机反馈 | sensor_msgs::JointState |
/hdas/feedback_arm_left | Input | 右臂电机反馈 | sensor_msgs::JointState |
/hdas/feedback_torso | Input | 躯干电机反馈 | sensor_msgs::JointState |
/motion_control/pose_ee_arm_left | Output | 从浮动基座变换到左端执行器姿态 | geometry_msgs::PoseStamped |
/motion_control/pose_ee_arm_right | Output | 从浮动基座变换到右端执行器姿态 | geometry_msgs::PoseStamped |
/motion_control/pose_floating_base | Output | 从基座链接变换到浮动基座 | geometry_msgs::PoseStamped |
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_control/pose_ee_arm_right /motion_control/pose_ee_arm_left /motion_control/pose_floating_base |
position | 平移信息 |
pose.position.x | X轴偏移 | |
pose.position.y | Y轴偏移 | |
pose.position.z | Z轴偏移 | orientation | 旋转信息 |
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 |