ros笔记(三)机器人及仿真URDF

1.机器人的定义和组成

控制系统:关节控制 人机交互 系统监督 算法计算 处理器

【人体的大脑,实现任务及信息的处理,输出控制命令信号】

执行系统:电机 伺服 传动机构

【人体的手跟脚,直接面向工作对象的机械装置】

驱动系统:电驱动 液压驱动 气压驱动 

【人体的肌肉和经络,负责驱动执行机构,将控制系统下达的命令转化成执行机构需要的信号】

传感系统:内部:里程计 陀螺仪 加速度计 外部:摄像头 红外 麦克风

【人体的感官和神经,主要完成信号的输入和反馈,包括内部传感系统和外部传感系统】

2.机器人里程计

(霍尔元件或光电编码器)

测距原理:

根据单位时间产生的脉冲数计算电机,轮子的旋转圈数

根据轮子的周长计算机器人的运动速度

根据机器人的运动速度积分计算里程

(惯性测量单元IMU)

测量物体速度姿态

主要包括三轴陀螺,三轴加速度计,磁力计

3.控制系统

树莓派(计算少)

Odroid-XU4

Nvidia Jetson TK1

mini PC

4.外部传感系统

kinnect

激光雷达

5.URDF机器人建模

Unified Robot Description Format 统一机器人描述格式

可以解析URDF中使用XML格式描述的机器人模型

ROS同时可以提供URDF文件的C++解析器

<link> 

描述机器人某个刚体部分的外观和物理属性

尺寸(size),颜色(color),形状(shape),惯性矩阵(inertial matrix),碰撞参数(collision properties)

link的子标签:<visual>:link 部分的外观参数

<inertial>: link的惯性参数

<collision>:link的碰撞属性

<joint>

描述机器人关节的运动学的动力学属性

包括关节运动的位置和速度限制

根据关节运动形式,可以分为六种类型

continuous revolute prismatic planar floating fixed

joint子标签: <calibration>:关节的参考位置,用来校准关节的绝对位置

<dynamics>:描述关节的物理属性,例如阻尼值,静摩擦力等,在动力学仿真中经常用

<limit>:描述运动的极限值,包括关节运动的上下限位置,速度限制,力矩限制

<mimic>:描述该关节与已有关节的关系

<safety-controller>:描述安全控制器参数

<robot>

完整机器人模型的最顶层标签

<link>和<joint>标签都在<robot>标签内

6.机器人建模功能包

urdf:存放机器人模型的URDF或xacro文件

meshes:放置URDF中引用的模型渲染文件

launch;保存相关启动文件

config:保存rviz的配置文件

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