UF ROBOT Moveit Config

此包用于通过moveit控制UFACTORY的各种机械臂
支持 xArm5/xArm6/xArm7/Lite6/UFACTORY850 系列机械臂
此包可以替代以下这些包的使用，启动脚本以及部分参数有区别
- xarm5_moveit_config/xarm5_gripper_moveit_config/xarm5_vacuum_moveit_config
- xarm6_moveit_config/xarm6_gripper_moveit_config/xarm6_vacuum_moveit_config
- xarm7_moveit_config/xarm7_gripper_moveit_config/xarm7_vacuum_moveit_config
- lite6_moveit_config
此包并非通过moveit_setup_assistant生成，暂不支持使用moveit_setup_assistant修改

xArm 5

Moveit!图形控制界面 + Rviz可视化仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm5_moveit_fake.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm5_moveit_fake.launch <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + 真实机械臂

# 确保机械臂是通电以及急停开关是松开状态，并且网络是可以连通的

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm5_moveit_realmove.launch robot_ip:=<控制盒的局域网IP地址> <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm5_moveit_realmove.launch robot_ip_1:=<控制盒1的局域网IP地址> robot_ip_2:=<控制盒2的局域网IP地址> <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + Gazebo 仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm5_moveit_gazebo.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm5_moveit_gazebo.launch <可选参数>

xArm 6

Moveit!图形控制界面 + Rviz可视化仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm6_moveit_fake.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm6_moveit_fake.launch <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + 真实机械臂

# 确保机械臂是通电以及急停开关是松开状态，并且网络是可以连通的

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm6_moveit_realmove.launch robot_ip:=<控制盒的局域网IP地址> <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm6_moveit_realmove.launch robot_ip_1:=<控制盒1的局域网IP地址> robot_ip_2:=<控制盒2的局域网IP地址> <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + Gazebo 仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm6_moveit_gazebo.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm6_moveit_gazebo.launch <可选参数>

xArm 7

Moveit!图形控制界面 + Rviz可视化仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm7_moveit_fake.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm7_moveit_fake.launch <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + 真实机械臂

# 确保机械臂是通电以及急停开关是松开状态，并且网络是可以连通的

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm7_moveit_realmove.launch robot_ip:=<控制盒的局域网IP地址> <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm7_moveit_realmove.launch robot_ip_1:=<控制盒1的局域网IP地址> robot_ip_2:=<控制盒2的局域网IP地址> <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + Gazebo 仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config xarm7_moveit_gazebo.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_xarm7_moveit_gazebo.launch <可选参数>

Lite 6

Moveit!图形控制界面 + Rviz可视化仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config lite6_moveit_fake.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_lite6_moveit_fake.launch <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + 真实机械臂

# 确保机械臂是通电以及急停开关是松开状态，并且网络是可以连通的

roslaunch uf_robot_moveit_config lite6_moveit_realmove.launch robot_ip:=<控制盒的局域网IP地址> <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_lite6_moveit_realmove.launch robot_ip_1:=<控制盒1的局域网IP地址> robot_ip_2:=<控制盒2的局域网IP地址> <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + Gazebo 仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config lite6_moveit_gazebo.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_lite6_moveit_gazebo.launch <可选参数>

UFACTORY 850

Moveit!图形控制界面 + Rviz可视化仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config uf850_moveit_fake.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_uf850_moveit_fake.launch <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + 真实机械臂

# 确保机械臂是通电以及急停开关是松开状态，并且网络是可以连通的

roslaunch uf_robot_moveit_config uf850_moveit_realmove.launch robot_ip:=<控制盒的局域网IP地址> <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_uf850_moveit_realmove.launch robot_ip_1:=<控制盒1的局域网IP地址> robot_ip_2:=<控制盒2的局域网IP地址> <可选参数>

Moveit!图形控制界面 + Gazebo 仿真

roslaunch uf_robot_moveit_config uf850_moveit_gazebo.launch <可选参数>
# 加载机械爪参数: add_gripper:=true
# 加载吸泵参数: add_vacuum_gripper:=true
# 使用速度控制: velocity_control:=true

双臂控制

roslaunch uf_robot_moveit_config dual_uf850_moveit_gazebo.launch <可选参数>

Moveit! Planner

启动Planner控制节点

Moveit! Planner + Rviz可视化仿真

roslaunch xarm_planner robot_planner_fake.launch robot_type:=xarm dof:=7 <可选参数>
# robot_type: xarm/lite/uf850
# dof: 
#   robot_type=xarm: dof=5/6/7
#   robot_type=lite/uf850: dof=6

Moveit! Planner + 真实机械臂

roslaunch xarm_planner robot_planner_realmove.launch robot_ip:=<控制盒的局域网IP地址> robot_type:=xarm dof:=7 <可选参数>
# robot_type: xarm/lite/uf850
# dof: 
#   robot_type=xarm: dof=5/6/7
#   robot_type=lite/uf850: dof=6

调用Service进行规划 (这里以xarm7为例)
- 关节空间点到点目标规划:
```
rosservice call xarm_joint_plan 'target: [1.0, -0.5, 0.0, -0.3, 0.0, 0.0, 0.5]'
```
  这种情况下列表中的元素代表每个关节的目标角度(单位是radian), 给定元素个数为关节数目。
- 笛卡尔空间点到点目标规划:
```
rosservice call xarm_pose_plan 'target: [[0.28, 0.2, 0.2], [1.0, 0.0, 0.0, 0.0]]'
```
  目标列表中的域分别指代工具坐标系原点位置(x, y, z)，单位：米；以及 四元数 方位(x, y, z, w)。注意此规划命令依然是简单的点到点运动，末端的执行轨迹并不是一条直线。
- 笛卡尔空间直线轨迹规划:
```
rosservice call xarm_straight_plan 'target: [[0.28, 0.2, 0.2], [1.0, 0.0, 0.0, 0.0]]'
```
  指令数据的单位和之前的笛卡尔指令一致。如果规划成功，末端执行轨迹会是一条直线。但是在这种规划中，笛卡尔速度的变化可能不是很常规，请参考官方的Move Group Interface文档并在需要的时候修改代码。
执行规划好的轨迹:

请注意: 使用笛卡尔规划时, Moveit (OMPL) 每次生成的路径可能非常不同且比较随机，并不一定是移动距离最小的解, 所以在执行前一定在仿真环境中确认轨迹!

如果存在满意的解, 用户可以通过service(推荐)或topic下达执行命令。
- 通过service call执行 (阻塞式)
  
  调用'xarm_exec_plan' service 并将request的data设为'true', 则上一次成功解算的轨迹会被执行, service call会在执行完毕后返回，命令行运行:
```
rosservice call xarm_exec_plan 'true'
```
- 通过topic执行 (非阻塞式)
  
  只需要通过话题"/xarm_planner_exec"发布一条消息 (类型: std_msgs/Bool), 内容设为'true'即可命令机械臂执行轨迹, 但是这种方法会直接返回而不是等待执行完成:
```
rostopic pub -1 /xarm_planner_exec std_msgs/Bool 'true'
```

可选参数

通用参数
- robot_sn: 机械臂的SN，用于加载惯性参数，一般不需要指定，除非需要很精准的惯性参数
- model1300: 是否是1300模型，仅对xarm系列有效，主要是末端模型有所变化，如果指定了robot_sn，会自动根据SN覆盖该参数
- limited: 是否限定关节范围在(-180, 180)，默认为true
- attach_to: 机械臂attach的连杆名，默认为world(此名默认会创建连杆)
- attach_xyz: 机械臂相对attach_to的连杆的xyz偏移，默认为'0 0 0'
- attach_rpy: 机械臂相对attach_to的连杆的rpy偏移, 默认为'0 0 0'
- add_realsense_d435i: 是否加载RealSense D435i摄像头模型
  - add_d435i_links: 是否加载D435i的详细连杆，只在add_realsense_d435i为true有用
- add_gripper: 是否加载机械爪, 默认为false，优先级高于add_vacuum_gripper和add_other_geometry
- add_vacuum_gripper: 是否加载吸泵，默认为false，优先级低于add_gripper，但高于add_other_geometry
- add_other_geometry: 是否添加其它几何模型到末端，默认为false，优先级低于add_gripper和add_vacuum_gripper
  - geometry_type: 要加载的几何模型的类型，支持box/cylinder/sphere/mesh这几种，不同种类支持的参数不一样
  - geometry_mass: 几何模型质量，单位(kg)，默认0.1
  - geometry_height: 几何模型高度，单位(米)，默认0.1，仅在geometry_type为box/cylinder/sphere时有效
  - geometry_radius: 几何模型半径，单位(米)，默认0.1，仅在geometry_type为cylinder/sphere时有效
  - geometry_length: 几何模型长度，单位(米)，默认0.1，仅在geometry_type为box时有效
  - geometry_width: 几何模型宽度，单位(米)，默认0.1，仅在geometry_type为box时有效
  - geometry_mesh_filename: 几何模型的文件名，geometry_type为mesh有效, 该文件需要存放于 xarm_description/meshes/other/ 目录下面，这样就不需要在文件名里指定文件目录了
  - geometry_mesh_origin_xyz: 几何模型的基准参考系相对于末端法兰的参考系，geometry_type为mesh有效，使用时注意引号: geometry_mesh_origin_xyz:='"0.0 0.0 0.0"'
  - geometry_mesh_origin_rpy: 几何模型的基准参考系相对于末端法兰的参考系，geometry_type为mesh有效。使用时注意引号: geometry_mesh_origin_rpy:='"0.0 0.0 0.0"'
  - geometry_mesh_tcp_xyz: 几何模型末端(TCP)相对于几何模型基准参考系的偏移，geometry_type为mesh有效。使用时注意引号: geometry_mesh_tcp_xyz:='"0.0 0.0 0.0"'
  - geometry_mesh_tcp_rpy: 几何模型末端(TCP)相对于几何模型基准参考系的偏移，geometry_type为mesh有效。使用时注意引号: geometry_mesh_tcp_rpy:='"0.0 0.0 0.0"'
```
# 加载box模型（此处以虚拟xArm7为例）
roslaunch uf_robot_moveit_config xarm7_moveit_fake.launch add_other_geometry:=true geometry_type:=box

# 加载cylinder模型（此处以虚拟xArm7为例）
roslaunch uf_robot_moveit_config xarm7_moveit_fake.launch add_other_geometry:=true geometry_type:=cylinder

# 加载sphere模型（此处以虚拟xArm7为例）
roslaunch uf_robot_moveit_config xarm7_moveit_fake.launch add_other_geometry:=true geometry_type:=sphere

# 加载其它mesh模型（这里加载vacuum_gripper为例，如果加载的模型是放在xarm_description/meshes/other里面，geometry_mesh_filename参数只需要传文件名）（此处以虚拟xArm7为例）
roslaunch uf_robot_moveit_config xarm7_moveit_fake.launch add_other_geometry:=true geometry_type:=mesh geometry_mesh_filename:=package://xarm_description/meshes/vacuum_gripper/xarm/visual/vacuum_gripper.stl geometry_mesh_tcp_xyz:='"0 0 0.126"'
```
- jnt_stat_pub_rate: joint_state_publisher的发布频率，默认为10
- kinematics_suffix: 指定关节Kinematics参数文件后缀(适用于2023年8月之后出产的xArm/UF850系列)
  - 参数文件的生成:
```
cd src/xarm_ros/xarm_description/config/kinematics
python gen_kinematics_params.py {robot_ip} {kinematics_suffix}

# 注意
# 1. robot_ip表示机械臂IP，需要连接机械臂获取实际的参数
# 2. kinematics_suffix表示生成的参数文件的后缀，如果成功，会在xarm_description/config/kinematics/user目录下生成配置文件, 假如 kinematics_suffix 为 AAA, 那么对应的文件名如下
#   xarm5: xarm_description/config/kinematics/user/xarm5_kinematics_AAA.yaml
#   xarm6: xarm_description/config/kinematics/user/xarm6_kinematics_AAA.yaml
#   xarm7: xarm_description/config/kinematics/user/xarm7_kinematics_AAA.yaml
#   lite6: xarm_description/config/kinematics/user/lite6_kinematics_AAA.yaml
#   uf850: xarm_description/config/kinematics/user/uf850_kinematics_AAA.yaml
```
  - 参数文件的使用: 在启动launch文件时指定该参数
    - 注意指定该参数之前要保证对应的配置文件存在，如果不存在，需要先通过脚本连接机械臂生成
专用参数
- hw_ns: 命名空间，xarm系列默认为 xarm, 其它默认为 ufactory, 仅在gazebo/realmove启动脚本有效, 对应的服务名就是 <hw_ns>/<service_name>
- velocity_control: 是否使用速度控制，仅在gazebo/realmove启动脚本有效, 默认为false
- report_type: 上报类型，支持normal/dev/rich，默认为normal，仅在realmove启动脚本有效。它决定了状态上报的内容和频率。具体请参考开发者手册中的2.1.6. 自动上报数据格式章节查看三种上报类型(normal/rich/dev)的内容区别, 默认使用的类型为 "normal"。
  - 对于需要高频率状态反馈的用户, 在启动时可以指定report_type:=dev, 这样/<hw_ns>/xarm_states和/<hw_ns>/joint_states话题会以100Hz频率更新。
  - 对于需要使用/<hw_ns>/controller_gpio_states话题实时查看控制器GPIO状态的用户, 请指定report_type:=rich, 可以在开发者手册中看到这个类型反馈的信息是最全的。
  - 不同上报类型的更新频率:
    
    type port No. Frequency GPIO topic F/T sensor topic
    
    normal 30001 5Hz 不可用不可用
    
    rich 30002 5Hz 可用可用
    
    dev 30003 100Hz 不可用可用
    
    注: GPIO topic => <hw_ns>/controller_gpio_states. F/T sensor topic => <hw_ns>/uf_ftsensor_ext_states and <hw_ns>/uf_ftsensor_raw_states。

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UF ROBOT Moveit Config

xArm 5

Moveit!图形控制界面 + Rviz可视化仿真

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UFACTORY 850

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Moveit!图形控制界面 + 真实机械臂

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Moveit! Planner

启动Planner控制节点

调用Service进行规划 (这里以xarm7为例)

关节空间点到点目标规划:

笛卡尔空间点到点目标规划:

笛卡尔空间直线轨迹规划:

执行规划好的轨迹:

通过service call执行 (阻塞式)

通过topic执行 (非阻塞式)

可选参数

通用参数

专用参数

type	port No.	Frequency	GPIO topic	F/T sensor topic
normal	30001	5Hz	不可用	不可用
rich	30002	5Hz	可用	可用
dev	30003	100Hz	不可用	可用

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Moveit!图形控制界面 + 真实机械臂

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Moveit!图形控制界面 + Rviz可视化仿真

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Moveit!图形控制界面 + Gazebo 仿真

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启动Planner控制节点

调用Service进行规划 (这里以xarm7为例)

关节空间点到点目标规划:

笛卡尔空间点到点目标规划:

笛卡尔空间直线轨迹规划:

执行规划好的轨迹:

通过service call执行 (阻塞式)

通过topic执行 (非阻塞式)

可选参数

通用参数

专用参数