这是本文档旧的修订版!
1.libfranka的捕获和重放的技术路线
我们想要录制和重放,必须事先对基本概念有理解,不然可能是在乱搞。
libfranka的控制数据的基本概念
如下都是我个人的理解,如果有错误的表述,请评论更正。
我们先用白话的方式介绍 libfranka的控制链。
外部的操作 → FCI接口 → Motion Model → Control Model → 机械臂本体运动
其中 Motion Model 表示:我们的目标是什么? 【实现:人与Franka的控制器互联】
Control Model 表示:我们应该让机械臂如何运动。 【实现:Franka的控制器到具体关节的互联】
那么 Motion Model 主要有如下几种模式:
| Motion Generator类型 | 作用 |
|---|---|
| Joint Position | franka::JointPositions 关节位置轨迹 |
| Joint Velocity | franka::JointVelocities 关节速度轨迹 |
| Cartesian Position | franka::CartesianPositions 末端位置轨迹 |
| Cartesian Velocity | franka::CartesianVelocities 末端速度轨迹 |
Motion我们可以看到,主要是联系Franka和人的操作意图。从操作目标上,就2类:不是控制末端就是控制关节;从操作方式上:不是通过加速度控制,就是通过位置直接控制。
Control 控制方式主要分为如下几种:
| Control模式类型 | 描述 |
|---|---|
| Joint Velocity Control | 关节速度模式 |
| Joint Position Control | 关节位置模式 |
| Joint Impedance Control | 关节阻抗模式 |
| Cartesian Impedance Control | 笛卡尔/末端阻抗模式 |
| Torque Control | 扭矩控制模式 |
从 Motion到 Control的转换,我们能直接控制的部分是Motion部分,所以主要把注意力集中在这里; 这块转换代码如果要看,主要集中在libfranka的 convertMotion函数
别人的项目是如何完成libfranka的位姿读取和重放控制的?
我们参考了一些开源的项目,主要清单如下【如果不好访问github,提供了加速地址】:
https://github.com/justagist/franka_ros_interface 镜像地址: https://gitee.com/ctbots/mirror-franka_ros_interface
https://github.com/frankarobotics/franka_ros 镜像地址: https://gitee.com/ctbots/mirror-franka_ros
https://github.com/eric-heiden/panda-force 镜像地址: https://gitee.com/ctbots/mirror-panda-force
https://github.com/nbfigueroa/easy-kinesthetic-recording 镜像地址: https://gitee.com/ctbots/mirror-easy-kinesthetic-recording
Motion的类型和具体源代码
| Motion Generator类型 | 文件位置 | 类名 |
|---|---|---|
| Joint Position | include/franka/control_types.h | JointPositions |
| Joint Velocity | include/franka/control_types.h | JointVelocities |
| Cartesian Pose | include/franka/control_types.h | CartesianPose |
| Cartesian Velocity | include/franka/control_types.h | CartesianVelocities |
Joint Position
/**
* 存储用于关节位置运动生成的值。
*/
class JointPositions : public Finishable {
public:
/**
* 创建一个新的JointPositions实例。
*
* @param[in] joint_positions 期望的关节角度,单位为[rad]。
*/
JointPositions(const std::array<double, 7>& joint_positions) noexcept;
/**
* 创建一个新的JointPositions实例。
*
* @param[in] joint_positions 期望的关节角度,单位为[rad]。
*
* @throw std::invalid_argument 如果给定的初始化列表参数数量无效,则抛出此异常。
*/
JointPositions(std::initializer_list<double> joint_positions);
/**
* 期望的关节角度,单位为[rad]。
*/
std::array<double, 7> q{};
};
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