MoveIt简介

MoveIt入门简介

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前言

MoveIt由ROS（机器人操作系统）中一系列移动操作的功能包组成，包含运动规划，操 作控制，3D感知，运动学，碰撞检测等等，是目前针对移动操作最先进的软件。 它提供了一个易于使用的平台，开发先进的机器人应用程序，评估新的机器人设计和建 筑集成的机器人产品。 并且它已经应用于工业、商业、研发和其他领域，是目前被使用最 广泛的开源操作软件。 此外，MoveIt提供了一系列成熟的插件和工具，可以实现机械臂控制的快速配置；并且 封装了大量API，方便用户在MoveIt！模块上进行二次开发，进而开发更多创意应用。

一、MoveIt的系统结构

MoveIt的系统结构大致可分为四部分，分别为：User Interface、move_group、ROS Param Server、外部机器人部件。

1. User Interface：用户接口。用户可以通过以下三种方式的任意一种访问move_group 提供的操作和服务。 ● C++，利用move_group_interface包可以方便使用move_group ● Python，利用MoveIt_commander包 ● GUI（界面），利用Motion Planning的Rviz插件
2. move_group：move_group是ROS节点。它使用ROS param服务器获取三种信息： ● URDF，move_group在ROS参数服务器上寻找robot_description参数，以获取机 器人的URDF。 ● SRDF，move_group在ROS参数服务器上寻找robot_description_semantic参数， 以获取机器人的SRDF。 ● MoveIt配置，move_group将在ROS参数服务器上查找MoveIt特定的其他配置， 包括关节极限，运动学，运动计划，感知和其他信息。
3. ROS Param Server：ROS param服务器，为ROS节点提供URDF、SRDF、MoveIt配 置三种信息。
4. 外部机器人部件：主要为三类器件，分别为Robot Sensors（机器人传感器）、Robot Sensors（机器人3D传感器）、Robot Controllers（机器人控制器）。

二、MoveIt的插件–RViz

1.RViz简介

RViz是ROS系统中的三维可视化平台，也是MoveIt的插件之一。这款插件，可以实现对 外部信息的图形化显示，还可以给监测对象发布控制信息。通过MoveIt的Rviz插件，用户可以设置虚拟环境（场景），以交互方式设置机器人的开 始及目标状态，测试各种运动规划算法，并进行视化输出。

2.RViz坐标系

坐标系是进行正、逆运动学分析比不可少的。

1、世界坐标系

世界坐标系 (World Coordinate System)是一个位于“地面”上的静止参考坐标系。它不会 随着时间的改变发生平移或旋转变化。

2、机械臂基坐标系

机械臂基坐标系简称基坐标系，一般定义在机械臂基座的位置上。 如果只有单个机械臂，那么默认在简单的应用场景，机械臂基坐标系与世界坐标系重合。 基坐标系的建立遵循右手定则。在下图的机械臂中，以底部舵机为原 点，红轴为X轴，绿轴为Y轴，蓝轴为Z轴。

3、关节坐标系

机械臂的本体有两个重要的组成部分，分别是旋转关节与连杆。那么，关节坐标系(Joint Coordinate System)顾名思义就是定义在关节上的坐标系。 同样，关节坐标系的建立也遵循右手定则。在下图机械臂模型关节中，以粉色锥体位置为原点，红轴为X轴，绿轴为Y轴，蓝轴为Z轴。 关节坐标系的数量并不固定，它主要和机械臂关节的数量相关。所以，大家在建立关节 坐标系时需要格外注意。

4、工具坐标系

在机械臂的末端一般都会安装相应的工具，从而满足不同工作的需要。机械臂自带的工具是机械爪。 那么，工具坐标系的一般定义方法就是以工具中心点 为原点，遵循右手定则，完成坐标系的建立。下图机械臂模型中，夹子的工具坐标系是以粉色锥体位置为原点，红轴为X 轴，绿轴为Y轴，蓝轴为Z轴