franka ros2

标签：franka gripper launch 机器人 controller ros2

franka_ros2在 Windows 上不受支持。

franka_ros2 repo包含libfranka的 ROS 2 集成。

警告: franka_ros2 正在快速开发中。预计会出现重大变化。在 GitHub上报告错误。

先决条件

ROS 2 Humble 安装（ ros-humble-desktop）或带有 DevContainer 的 VSCode IDE。
PREEMPT_RT 内核（可选，但强烈推荐）。
对于cartesian_pose、joint_position和elbow_position命令接口来说，实时内核是绝对必要的。
系统范围的libfranka 安装。libfranka 的最低支持版本是 0.13.2。这是一个最小示例：
```
sudo apt install -y libpoco-dev libeigen3-dev
git clone https://github.com/frankaemika/libfranka.git --recursive
cd libfranka
git checkout 0.13.2
mkdir build && cd build
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DBUILD_TESTS=OFF  ..
cmake --build . -j$(nproc)
cpack -G DEB
sudo dpkg -i libfranka-*.deb
```
　　
1. 建立一个 ROS 2 工作空间：
```
mkdir -p ~/franka_ros2_ws/src
```
2. 克隆存储库并构建包：
```
source /opt/ros/foxy/setup.bash
cd ~/franka_ros2_ws
git clone https://github.com/frankaemika/franka_ros2.git src/franka_ros2
colcon build --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
source install/setup.sh
```
  Moveit
  
  要查看是否一切正常，可以尝试在机器人上运行 MoveIt 示例：
```
ros2 launch franka_moveit_config moveit.launch.py robot_ip:=<fci-ip>
```
  然后激活 MotionPlanning 在 RViz 中的显示。
  
  如果没有机器人，仍然可以通过在虚拟硬件上运行来测试设置：
```
ros2 launch franka_moveit_config moveit.launch.py robot_ip:=dont-care use_fake_hardware:=true
```
  等待直到可以在终端内看到来自 MoveIt 的绿色消息 You can start planning now! 。然后取消框选 PlanningScene 并再次框选打开。之后框选打开 MotionPlanning。
  
  示例控制器
  
  这个 repo 附带了一些位于 franka_example_controllers 包中的示例控制器。
  
  默认情况下，使用夹爪执行以下 launch 文件。如果没有连接夹爪，则可以在 launch 文件中使用 load_gripper:=false.
  
  移动到起始点
  
  该控制器将机器人移动到其初始配置。
```
ros2 launch franka_bringup move_to_start_example_controller.launch.py robot_ip:=<fci-ip>
```
  重力补偿
  
  这是我们拥有的最简单的控制器，也是编写自己的控制器的一个很好的起点。它将零作为扭矩命令发送到所有关节，这意味着机器人只补偿自己的重量。
```
ros2 launch franka_bringup gravity_compensation_example_controller.launch.py robot_ip:=<fci-ip>
```
  关节阻抗示例
  
  该示例以非常柔性的周期性移动方式移动关节 4 和 5。可以尝试在运行时移动关节。
```
ros2 launch franka_bringup joint_impedance_example_controller.launch.py robot_ip:=<fci-ip>
```
  包说明
  
  本节包含对每个包的作用的更详细描述。一般来说，包结构需要遵守此处提出的结构。
  
  franka_bringup
  
  该软件包包含示例的 launch 文件以及基本的 franka.launch.py launch 文件，可用于在没有任何控制器的情况下启动机器人。
  
  当启动机器人时：
```
ros2 launch franka_bringup franka.launch.py robot_ip:=<fci-ip> use_rviz:=true
```
  除了 joint_state_broadcaster 之外，没有任何控制器在运行。然而，与机器人的连接仍然被建立，并且当前机器人位姿可在 RViz 中可视化。在这种模式下，当用户按下 stop 按钮时，机器人可以被示教。但是，一旦使用了 effort_command_interface 的控制器被启动，机器人将使用来自 libfranka 的扭矩接口。例如，可以启动 gravity_compensation_example_controller 通过运行：
```
ros2 control load_controller --set-state start  gravity_compensation_example_controller
```
  这相当于运行在重力补偿中提到的 launch 文件：gravity_compensation_example_controller.launch.py。
  
  当控制器通过使用以下命令被停止时：
```
ros2 control set_controller_state gravity_compensation_example_controller stop
```
  机器人将停止扭矩控制并仅通过 FCI 发送其当前状态。
  
  现在可以选择再次启动同一个控制器：
```
ros2 control set_controller_state gravity_compensation_example_controller start
```
  或加载并启动另一个：
```
ros2 control load_controller --set-state start joint_impedance_example_controller
```
  当机器人因错误停止时，ros2_control_node 节点即死亡。这也将关闭所有其他节点。要从中恢复，必须先切换用户停止按钮（灰色），然后才能重新启动 launch 文件。
  
  franka_description
  
  该软件包包含用于可视化机器人的 xacro 文件和 meshes。此外，它包含一个 launch 文件，可以在不访问真实机器人的情况下可视化机器人模型：
```
ros2 launch franka_description visualize_franka.launch.py load_gripper:=<true|false>
```
  franka_example_controllers
  
  这个包包含一些控制器，可以看作是如何在 ROS 2 中编写控制器的示例。目前，控制器只能访问测量的关节位置和关节速度。基于此信息，控制器可以发送扭矩命令。目前无法使用例如关节位置接口等其他接口。
  
  与 franka_ros 相比，目前无法直接访问质量矩阵、科氏力扭矩或雅可比矩阵等属性。
  
  franka_gripper
  
  此包包含 franka_gripper_node 用于与 Franka Hand 交互。
  
  franka_gripper_node 提供以下操作：
  - homing - 将夹爪归零并根据已安装的手指更新最大宽度。
  - move - 以定义的速度移动到目标宽度。
  - grasp - 尝试在以给定速度闭合的同时以所期望的力在所期望的宽度抓取。如果夹爪两指之间的距离 d 处于 width - epsilon.inner < d < width + epsilon.outer 的范围，则该操作是成功的。
  - gripper_action - 一个 MoveIt 的特殊抓取 action。
  此外，还有一项 stop service 可以中止抓取 action 并停止抓取。
  
  使用以下 launch 文件启动夹爪：
```
ros2 launch franka_gripper gripper.launch.py robot_ip:=<fci-ip>
```
  在另一个标签中，现在可以执行归零并发送抓取命令。
```
ros2 action send_goal /panda_gripper/homing franka_msgs/action/Homing {}
ros2 action send_goal -f /panda_gripper/grasp franka_msgs/action/Grasp "{width: 0.00, speed: 0.03, force: 50}"
```
  默认情况下，内部和外部 epsilon 为 0.005 米。还可以显式设置 epsilon：
```
ros2 action send_goal -f /panda_gripper/grasp franka_msgs/action/Grasp "{width: 0.00, speed: 0.03, force: 50, epsilon: {inner: 0.01, outer: 0.01}}"
```
  要停止抓取，可以使用 stop service。
```
ros2 service call /panda_gripper/stop std_srvs/srv/Trigger {}
```
  franka_hardware
  
  该软件包包含 ros2_control 所需的 franka_hardware 插件。该插件从机器人的 URDF 加载，并通过机器人描述传递给控制器管理器。它为每个关节提供：
  - 一个包含测量的关节位置的 position state interface。
  - 一个包含测量的关节速度的 velocity state interface。
  - 一个包含测得的连杆侧包括重力的关节扭矩的 effort state interface
  - 一个包含期望的无重力的关节扭矩的 effort command interface 。
  机器人的 IP 通过来自 URDF 的参数读取。
  
  franka_moveit_config
  
  此软件包包含 MoveIt2 的配置。有一个名为 panda_manipulator 的新移动规划组，其尖端位于夹爪的指尖，并且其 Z 轴旋转了 -45 度，因此 X 轴现在朝前，使其更易于使用。移动组 panda_arm 仍可用于向后兼容。新的应用程序应该使用新的 panda_manipulator 移动组替换。
  
  franka_msgs
  
  这个包包含不同夹爪 action 的定义。
  
  重要
  
  与 franka_ros 相比，不再有 FrankaState 类型消息，因为目前无法从硬件类进行通信。
  
  joint_effort_trajectory_controller
  
  这个包包含一个修改过的 joint_trajectory_controller，它可以使用 franka_hardware::FrankaHardwareInterface 扭矩接口. 它基于此 Pull request 并向后移植到了Foxy。它提供了 MoveIt 所需的 FollowJointTrajectory。
  
  franka_ros 和 franka_ros2 的区别
  
  本节概述了 franka_ros 和 franka_ros2 之间的基本变化。
  
  franka_gripper
  - 所有 topics和 actions 之前都以 franka_gripper 作为前缀。此前缀已重命名为 panda_gripper，以便在未来启用所有前缀都基于 arm_id 的工作流程，从而轻松启用多臂设置。
  - 该 stop action 现在是一个 service action，因为它不可抢占。
  - 所有 actions（除了 gripper_action）都以当前夹爪宽度作为反馈。
  franka_gazebo
  
  目前，我们不提供 Gazebo 与 franka_ros2 集成。但是，我们提供了 franka_ros。
  
  franka_visualization
  
  这个包已经不存在了。但是， franka_description 提供了一个launch文件来可视化机器人模型，而无需连接到机器人
  
  franka_control
  
  这个包已经不存在了。与机器人的连接由 franka_hardware 包中的硬件插件提供。它提供的 actions 和 services 目前未出现在 franka_ros2。
  
  编写控制器
  
  与 franka_ros 相比我们目前提供了简化版的控制器接口：
  - 关节位置
  - 关节速度
  - 测量扭矩
  原因是硬件接口目前只支持 doubl 数据类型，无法暴露于例如 franka::RobotState。
  
  可以将自己的控制器基于列出的 franka_example_controllers 其中之一。要计算机器人的运动学和动力学，可以在 KDL 等库中使用机器人的关节状态和 URDF（其中还有一个可用的 ROS 2 包）。
  
  已知的问题
  - 当使用 fake_hardware 和 MoveIt 时，需要一些时间直到默认位置被应用。

标签：franka,gripper,launch,机器人,controller,ros2
From： https://www.cnblogs.com/ai-ldj/p/18329478

先决条件

Moveit

示例控制器

移动到起始点

重力补偿

关节阻抗示例

包说明

franka_bringup

franka_description

franka_example_controllers

franka_gripper

franka_hardware

franka_moveit_config

franka_msgs

joint_effort_trajectory_controller

franka_ros 和 franka_ros2 的区别

franka_gripper

franka_gazebo

franka_visualization

franka_control

编写控制器

已知的问题

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