第3章基于ROS的仿真平台搭建
码垛机器人的基于ROS的仿真平台的搭建主要是借助于机器人操作系统ROS及RViz 3 D可视化工具实现,本章首先对机器人操作系统ROS的重要概念进行相关介绍,其次使用统一的机器人描述格式URDF(Unified Robot DescriptionFormat)对机器人模型进行构建,并借助RViz用于码垛机器人三维仿真模型的显示,然后对码垛机器人的运动控制的相关节点进行设计与编译,对机器人运动控制的消息类型进行选择,对控制与启动文件进行配置,最后分析机器人正运动学、逆运动学、避障运动的作业流程,以及对整体系统节点图进行绘制。
3.1 ROS基本组成
ROS包含计算图级、文件系统级、社区级三个层面的概念。其中计算图级是ROS处理数据、描述程序运行的重要层面,主要包含节点(node)、消息(message ),主题(topic、服务(service、节点控制器(RO S M aster)等重要概念。
(1)节点 节点是一系列程序进程。例如,为完成码垛机器人在ROS系统中实现运动仿真,需要控制器节点控制各个关节的转动,轨迹规划节点实现机器人的轨迹规划运动,以及机器人状态节点记录机器人的位姿信息,显示节点提供3D可视化图形界面等。
(2)消息 消息是节点之间相互通讯的一种数据结构。
(4)服务通过服务来实现“请求/回应”式的消息单项传输的机制。