在ros中生成与MATLAB对应的六自由度机械臂二次规划,请举例详细说明
时间: 2024-05-07 18:19:21 浏览: 306
在ROS中生成与MATLAB对应的六自由度机械臂二次规划,需要使用ROS中的相应工具和库,下面以ROS中的MoveIt!和Eigen库为例进行说明。
1. 安装MoveIt!和Eigen库
在Ubuntu终端中,输入以下命令安装MoveIt!和Eigen库:
```
sudo apt-get install ros-<distro>-moveit
sudo apt-get install libeigen3-dev
```
其中,`<distro>`表示你所使用的ROS发行版,如`melodic`或`noetic`。
2. 创建机械臂模型
在ROS中使用MoveIt!需要先创建机械臂的模型。可以使用MoveIt!提供的可视化工具或手动编辑URDF文件来创建机械臂模型。
3. 定义机械臂运动规划器
在ROS中,机械臂运动规划器通常使用OMPL或CHOMP等库来实现。可以使用MoveIt!提供的配置工具或手动编辑配置文件来定义机械臂运动规划器。
4. 编写二次规划代码
在ROS中使用Eigen库编写二次规划代码。以下是一个简单的六自由度机械臂二次规划示例:
```c++
#include <ros/ros.h>
#include <moveit/move_group_interface/move_group_interface.h>
#include <Eigen/Core>
#include <Eigen/Cholesky>
int main(int argc, char** argv)
{
// 初始化ROS节点
ros::init(argc, argv, "qp_example");
ros::NodeHandle nh;
// 创建MoveGroupInterface对象
moveit::planning_interface::MoveGroupInterface move_group("arm");
// 定义目标位置
geometry_msgs::PoseStamped target_pose;
target_pose.header.frame_id = "base_link";
target_pose.pose.position.x = 0.5;
target_pose.pose.position.y = 0.0;
target_pose.pose.position.z = 0.5;
target_pose.pose.orientation.x = 0.0;
target_pose.pose.orientation.y = 0.0;
target_pose.pose.orientation.z = 0.0;
target_pose.pose.orientation.w = 1.0;
// 将目标位置设置为机械臂的目标姿态
move_group.setPoseTarget(target_pose);
// 进行运动规划
moveit::planning_interface::MoveGroupInterface::Plan plan;
bool success = (move_group.plan(plan) == moveit::planning_interface::MoveItErrorCode::SUCCESS);
if (success)
{
// 获取机械臂当前的关节角度
std::vector<double> current_joint_values;
move_group.getCurrentState()->copyJointGroupPositions(move_group.getCurrentState()->getRobotModel()->getJointModelGroup(move_group.getName()), current_joint_values);
// 获取机械臂的关节数
int num_joints = current_joint_values.size();
// 定义二次规划问题的系数矩阵和常数向量
Eigen::MatrixXd H(num_joints, num_joints);
Eigen::VectorXd f(num_joints);
// 设置二次规划问题的系数矩阵和常数向量
H << 1, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 1, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 1, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 1, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 1, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 1;
f << -current_joint_values[0], -current_joint_values[1], -current_joint_values[2], -current_joint_values[3], -current_joint_values[4], -current_joint_values[5];
// 求解二次规划问题
Eigen::VectorXd joint_values = H.ldlt().solve(f);
// 将求解结果作为机械臂的目标关节角度
move_group.setJointValueTarget(joint_values);
// 进行运动规划
success = (move_group.plan(plan) == moveit::planning_interface::MoveItErrorCode::SUCCESS);
if (success)
{
// 执行运动
move_group.execute(plan);
}
}
return 0;
}
```
在上述代码中,首先定义了机械臂的目标位置,然后进行运动规划,获取机械臂当前的关节角度,并定义二次规划问题的系数矩阵和常数向量。接着,使用Eigen库中的求解LDLT分解的函数求解二次规划问题,将求解结果作为机械臂的目标关节角度,进行运动规划和执行运动。
需要注意的是,上述代码仅为示例,实际情况中需要根据具体机械臂的结构和运动规划器的配置进行相应的修改。
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