基于ROS的可重構(gòu)模塊化機(jī)器人控制.pdf

1、可重構(gòu)模塊化機(jī)器人可以靈活構(gòu)建機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)構(gòu)型，以更好地完成現(xiàn)場(chǎng)任務(wù)。模塊化機(jī)器人機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)逐步完善，而對(duì)應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)則仍然面臨著不少挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)有：1）靈活性：對(duì)應(yīng)于機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)學(xué)構(gòu)型的多變性，系統(tǒng)軟件應(yīng)當(dāng)具備靈活應(yīng)對(duì)多種構(gòu)型的能力，而非只是針對(duì)少數(shù)可能的情況，這需要自動(dòng)建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)；2）易用性：可重構(gòu)模塊化機(jī)器人廣泛應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的前提；3）開(kāi)放性：易于傳感集成，二次開(kāi)發(fā)；4）標(biāo)準(zhǔn)化：降低開(kāi)發(fā)周期，提高系統(tǒng)可維護(hù)性。
　

2、　面對(duì)上述挑戰(zhàn)，本文在可重構(gòu)模塊化機(jī)器人平臺(tái)上，開(kāi)發(fā)基于ROS(Robot Operating System)的軟件框架，并試圖回答這樣一個(gè)問(wèn)題：如何利用ROS的開(kāi)放框架實(shí)現(xiàn)針對(duì)模塊化機(jī)器人的控制，同時(shí)系統(tǒng)不特定針對(duì)某一個(gè)或某一些模塊化機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)構(gòu)型，而是對(duì)于所有可能的情況都同樣適用。具體而言，本文主要研究了以下三方面內(nèi)容：
　　1.利用ROS中描述機(jī)器人的方法URDF/Xacro建立各模塊類(lèi)型的模型描述，可重構(gòu)模塊化機(jī)器人將可

3、以用其組成模塊以及模塊間的連接關(guān)系來(lái)表達(dá)，通過(guò)指定模塊化機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)，則可以自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)機(jī)器人的文件系統(tǒng)；
　　2.利用外部相機(jī)識(shí)別每個(gè)模塊上的標(biāo)志，然后根據(jù)模塊連接的幾何約束判斷模塊間的連接關(guān)系，從而識(shí)別整個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)，最后利用模塊的描述文件自動(dòng)生成機(jī)器人模型并通過(guò)RViz顯示；
　　3.利用ros_canopen程序包實(shí)現(xiàn)ROS與機(jī)器人的CANopen協(xié)議通信，在此基礎(chǔ)上以模塊化操作臂為例測(cè)試了機(jī)器人的關(guān)節(jié)