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