《鴻蒙機(jī)器人比賽》課件-02-智能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制

智能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制課程內(nèi)容知識(shí)介紹體驗(yàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制速度話題控制底盤運(yùn)動(dòng)Python程序控制底盤運(yùn)動(dòng)Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)總結(jié)?NXROBO20232知識(shí)介紹知識(shí)介紹?NXROBO20234分析智能機(jī)器人spark的通信機(jī)制。如何控制智能機(jī)器人spark？鍵盤操作輸入：指令輸出：運(yùn)動(dòng)速度底盤控制器控制指令前進(jìn)？后退？轉(zhuǎn)彎？知識(shí)介紹?NXROBO20235智能機(jī)器人平臺(tái)控制系統(tǒng)劃分為上下層結(jié)構(gòu)。上層操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)執(zhí)行復(fù)雜算法與功能下層驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制、傳感器數(shù)據(jù)讀取等。ROS操作系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)控制器（STM32）之間通過(guò)

串口通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。知識(shí)介紹?NXROBO20236通訊方式在ROS操作系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)（node）可以通過(guò)話題（topic）、服務(wù)（service）、動(dòng)作（action）等方式進(jìn)行通信。在這里，我們通過(guò)話題通信的方式，將前進(jìn)、后退等消息通過(guò)同一個(gè)話題，傳遞過(guò)去。體驗(yàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制體驗(yàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制在機(jī)器人界面打開(kāi)終端進(jìn)入工作空間spark_noetic體驗(yàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制通過(guò)我們內(nèi)置的demo，可以打開(kāi)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的功能。其中指定攝像頭類型為d435、雷達(dá)類型為ydlidar_g6、關(guān)閉機(jī)械臂的功能。體驗(yàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制我們就可以體驗(yàn)式的使用鍵盤來(lái)控制機(jī)器人了，后面，我們將自己來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制操作。速度話題控制底盤運(yùn)動(dòng)?NXROBO202312速度話題控制機(jī)器人底盤運(yùn)動(dòng)根據(jù)知識(shí)介紹我們知道機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制是使用話題通信的，那如何知道機(jī)器人的話題呢？保持之前的狀態(tài)，Ctrl+Alt+t組合鍵打開(kāi)新的終端輸入rostopiclist

顯示機(jī)器人目前所有的話題?NXROBO202313速度話題控制機(jī)器人底盤運(yùn)動(dòng)一直往下劃，找到/cmd_vel

這就是我們機(jī)器人的控制速度話題?NXROBO202314速度話題控制機(jī)器人底盤運(yùn)動(dòng)接著，輸入rostopicinfo/cmd_vel

查看這個(gè)話題的內(nèi)容，如圖，我們看到這個(gè)話題的消息類型是geometry_msgs/Twist?NXROBO202315速度話題控制機(jī)器人底盤運(yùn)動(dòng)geometry_msgs:Twist消息包含2個(gè)變量Vector3linear和Vector3angular。Vector3linear中的x，y，z表示機(jī)器人的X軸（前后）、Y軸（左右）、Z軸（上下）方向的移動(dòng)線速度，整數(shù)為正方向移動(dòng)，單位為:m/s。Vector3angular中x，y，z表示機(jī)器人在繞坐標(biāo)軸X，Y，Z旋轉(zhuǎn)的角速度，單位為：弧度/s。?NXROBO202316速度話題控制機(jī)器人底盤運(yùn)動(dòng)接著我們輸入如圖的指令，同學(xué)們可以多用Tab鍵補(bǔ)齊。其中，圖中pub表示發(fā)布這個(gè)話題，-r10表示以10hz的頻率發(fā)布，后面就是話題名和消息類型。我們可以給角速度的z軸設(shè)置0.3，按回車確定，此時(shí)機(jī)器人開(kāi)始轉(zhuǎn)圈。Python程序控制底盤運(yùn)動(dòng)Python程序控制底盤運(yùn)動(dòng)?NXROBO202318首先我們打開(kāi)move2grasp功能包，里面存放了一些參考代碼，我們可以學(xué)習(xí)。接著，我們新建code文件夾，用于存放我們自己編寫的代碼。Python程序控制底盤運(yùn)動(dòng)?NXROBO202319新建python_control.py文件，用于存放我們的python代碼。Python程序控制底盤運(yùn)動(dòng)?NXROBO202320編寫以上代碼，這個(gè)代碼的作用就是發(fā)布速度話題的相關(guān)消息給底盤，讓底盤根據(jù)我們?cè)O(shè)定好的速度移動(dòng)。Python程序控制底盤運(yùn)動(dòng)?NXROBO202321接著我們保持之前的狀態(tài)（啟動(dòng)了./onekey.sh的1號(hào)demo），新開(kāi)一個(gè)終端。首先進(jìn)入spark_noetic工作空間，接著使用source刷新環(huán)境變量。最后通過(guò)rosrun運(yùn)行我們剛剛寫好的python程序?；剀嚧_定，此時(shí)機(jī)器人開(kāi)始不停的旋轉(zhuǎn)，我們可以通過(guò)Ctrl+c的指令關(guān)閉。Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)?NXROBO202323之前，我們總是依賴于demo里的程序?qū)C(jī)器人控制，我們?nèi)绾瓮耆灾鞯膶?shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制呢？接下來(lái)，讓我們手動(dòng)實(shí)現(xiàn)鍵盤對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制操作。?NXROBO202324Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)繼續(xù)來(lái)到之前的code目錄，新建keyboard_control_robot.py文件。?NXROBO202325Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)首先導(dǎo)入相關(guān)庫(kù)接著是對(duì)一些參數(shù)的初始化，包括創(chuàng)建發(fā)布者對(duì)象，速度初始化。?NXROBO202326Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)這一段代碼就是在linux情況下讀取鍵盤輸入的值。?NXROBO202327Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)獲取到鍵盤輸入的值，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，speed代表前后，正數(shù)為前，負(fù)數(shù)為后。turn代表左右，正數(shù)為左，負(fù)數(shù)為右。?NXROBO202328Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)通過(guò)publish方法，將消息發(fā)布出去，同時(shí)也定義了stop_robot方法，可以根據(jù)場(chǎng)景來(lái)使用這個(gè)方法。?NXROBO202329Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)光寫一個(gè)Python程序肯定不能直接控制機(jī)器人，所以我們要啟動(dòng)底盤、攝像頭、雷達(dá)等相關(guān)部件的驅(qū)動(dòng)。然而一個(gè)一個(gè)啟動(dòng)又太慢了，所以我們直接使用launch文件將它們整合在一起啟動(dòng)。?NXROBO202330Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)打開(kāi)我們move2grasp功能包中l(wèi)aunch文件夾，里面存放了一些launch文件，我們也可以學(xué)習(xí)參考。然后我們新建一個(gè)new_launch的文件夾，用于存放我們自己的launch文件。?NXROBO202331Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)新建teleop2robot.launch文件?NXROBO202332Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)這里面設(shè)定了相關(guān)參數(shù)，其中包括攝像頭的類型、雷達(dá)類型，啟動(dòng)攝像頭、雷達(dá)、rviz、底盤驅(qū)動(dòng)，同時(shí)在第22行也啟動(dòng)了我們剛剛編寫的程序。?NXROBO202333Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)新建終端，輸入以下指令，首先進(jìn)入spark_noetic工作空間。接著source環(huán)境變量，最后roslaunch啟動(dòng)我們寫好的launch程序。?NXROBO202334Python程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)我們稍微在rviz界面配置一下，比如