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R1 Pro 软件介绍 ROS 2 Humble

环境依赖

  1. 硬件依赖:R1 Pro计算单元
  2. 操作系统依赖:Ubuntu 22.04 LTS
  3. 中间件依赖:ROS 2 Humble

获取SDK

VisitR1 Pro ROS 2 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/HDAS/share/HDAS/launch/ r1pro.py
Camera Interface signal_camera_node /install/signal_camera_node/share/signal_camera_node/launch/ signal_camera.py
LiDAR Interface livox_ros_driver2 /install/livox_ros_driver2/share/livox_ros_driver2/launch_ROS2/ msg_MID360_launch.py

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
ros2 launch <Package Name> <Launch File>
# 示例
ros2 launch HDAS r1pro.py

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
./robot_startup.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。

R1Pro_structure_cn

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:

R1Pro_arm_motor_cn

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:

  • KpKd 为位置增益和速度增益的比例项;pdvd 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:KpKdpdvdt_ff
  • 反馈项 peve 无需手动输入。

注意:

  1. 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。
  2. 以下是A2机械臂电机的推荐 kpkd 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]
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:

source {your_download_path}/install/setup.bash
ros2 launch mobiman r1_pro_jointTrackerdemo.py

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
ros2 launch mobiman r1_pro_left_arm_relaxed_ik.py
ros2 launch mobiman r1_pro_right_arm_relaxed_ik.py

请注意:

  • 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。 R1Pro_arm_pose_control_cn

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_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
/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

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
ros2 launch mobiman r1_gripperController.py robot_type:=R1PRO 
该文件将启动一个节点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
ros2 launch mobiman torso_control_example_launch.py
# 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。

R1_torso_speed_control_cn

  • 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:

ros2 launch mobiman r1_pro_chassis_control_launch.py

该文件将启动两个节点:chassis_control_noder1_pro_eepose_pub_nodechassis_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)。

R1Pro_pose_est_cn

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