舉例說明如何在四輪車的 URDF/Xacro 檔案中定義 ros2_control
標籤,特別是針對四個車輪的關節。
在 ROS 2 中,ros2_control
標籤用於描述機器人的硬體介面(hardware interfaces)以及它們如何與您的控制系統互動。對於四輪車來說,通常會控制每個輪子的轉速(速度介面)或位置(位置介面),並監測它們的狀態。
四輪車 ros2_control
標籤範例
這個範例假設您有一個名為 my_robot.urdf.xacro
的 Xacro 檔案,並且您想控制四個輪子(左前、右前、左後、右後)。
首先,確保您的 Xacro 檔案頂部有必要的 XML 命名空間聲明,尤其是 xmlns:ros2_control="http://ros.org/schema/ros2_control/1.0"
:
範例解釋:
xmlns:ros2_control="http://ros.org/schema/ros2_control/1.0"
:
這是必要的 XML 命名空間聲明,它告訴解析器 <ros2_control>
標籤的定義來自何處。
<ros2_control name="FourWheelDriveController" type="system">
:
<hardware>
:
<joint name="[joint_name]">
:
對於您的四輪車,您會為每個輪子的關節(left_front_wheel_joint
, right_front_wheel_joint
, left_rear_wheel_joint
, right_rear_wheel_joint
)定義一個 <joint>
區塊。
name
: 這裡的名稱必須與您在 URDF 其他部分定義的 <joint>
標籤的 name
屬性完全一致。
<command_interface name="velocity">
:
這定義了該關節接受哪種類型的指令 (command)。對於車輪,velocity
(速度)是最常見的指令,因為您通常會告訴車輪以多快的速度旋轉。
name="velocity"
: 指定這是一個速度指令介面。ros2_control
支援多種標準介面,例如 position
、velocity
、effort
。
<param name="min">-10</param>
和 <param name="max">10</param>
: 定義了該指令的最小值和最大值,通常是角速度(弧度/秒)或力矩/力。
<state_interface name="velocity"/>
和 <state_interface name="position"/>
:
這定義了該關節提供哪種類型的狀態 (state) 讀數。
name="velocity"
: 指明這個介面提供當前輪子的角速度。
name="position"
: 指明這個介面提供當前輪子的累積角度位置(例如從編碼器讀取)。
重要: ros2_control
會從硬體介面讀取這些狀態,並讓控制器和 joint_state_broadcaster
(將關節狀態發布到 ROS Topic)使用它們。
<gazebo>
插件整合:
plugin filename="libgazebo_ros2_control.so" name="gazebo_ros2_control"
: 這是將 ros2_control
與 Gazebo 模擬器連接起來的標準 Gazebo 插件。它允許 ros2_control
的硬體介面在 Gazebo 模擬中運行,而不是依賴實際硬體。
<parameters>$(find four_wheel_robot)/config/my_controllers.yaml</parameters>
: 這指示 gazebo_ros2_control
插件去載入一個 YAML 設定檔,該檔案定義了要使用的控制器及其參數。您需要創建這個 my_controllers.yaml
檔案。
my_controllers.yaml
檔案範例 (放在 config
目錄下)
這個 YAML 檔案會告訴 controller_manager
您要啟用哪些控制器,以及它們如何配置。
總結
這個 Xacro 範例中的 ros2_control
標籤定義了四輪車的四個輪子關節將如何通過 velocity
指令介面和 velocity
/position
狀態介面與 ros2_control
框架互動。同時,gazebo
插件部分則確保在 Gazebo 模擬中,ros2_control
能夠載入控制器並控制這些關節。
這是為四輪車設置 ros2_control
的基礎架構,您可以根據您的具體需求和硬體特性進一步擴展和調整。