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MoveIt! Setup Assistant

roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

Virtual Joints：可理解为连接机器人和世界的关节，Child Link一般选择机器人基座base

type类型：
- Fixed
- Floating（浮动基座）：例如人形机器人
- Planar（平面移动）：例如youbot、PR2
Planning Groups：

Kin. Search Resolution: 关节空间的采样密度
Kin. Search TImeout: 求解时间
End Effectors：配置手爪控制器
Passive Joints：被动关节

配置结果分析

miracle@miracle-robot:~/Desktop/catkin_moveit_config_ws$ tree
.
└── src
    ├── CMakeLists.txt -> /opt/ros/melodic/share/catkin/cmake/toplevel.cmake
    ├── lwr_description
    │   ├── CMakeLists.txt
    │   ├── package.xml
    │   └── urdf
    │       └── lwr_simplified.urdf
    └── lwr_moveit_config
        ├── CMakeLists.txt
        ├── config
        │   ├── chomp_planning.yaml
        │   ├── fake_controllers.yaml
        │   ├── joint_limits.yaml
        │   ├── kinematics.yaml
        │   ├── lwr.srdf
        │   ├── ompl_planning.yaml
        │   ├── ros_controllers.yaml
        │   └── sensors_3d.yaml
        ├── launch
        │   ├── chomp_planning_pipeline.launch.xml
        │   ├── default_warehouse_db.launch
        │   ├── demo_gazebo.launch
        │   ├── demo.launch
        │   ├── fake_moveit_controller_manager.launch.xml
        │   ├── gazebo.launch
        │   ├── joystick_control.launch
        │   ├── lwr_moveit_controller_manager.launch.xml
        │   ├── lwr_moveit_sensor_manager.launch.xml
        │   ├── move_group.launch
        │   ├── moveit.rviz
        │   ├── moveit_rviz.launch
        │   ├── ompl_planning_pipeline.launch.xml
        │   ├── planning_context.launch
        │   ├── planning_pipeline.launch.xml
        │   ├── ros_controllers.launch
        │   ├── run_benchmark_ompl.launch
        │   ├── sensor_manager.launch.xml
        │   ├── setup_assistant.launch
        │   ├── trajectory_execution.launch.xml
        │   ├── warehouse.launch
        │   └── warehouse_settings.launch.xml
        └── package.xml

6 directories, 36 files

重要文件功能说明

demo.launch

可设置启用数据，数据库路径，调试模式
载入URDF, SRDF and other .yaml等配置文件
如果有需要，发布静态的tf. 如你的机器人基座不在世界座标的原点,你可以发布一个静态tf来描述机器人在世界座标中的位置.
发布虚拟机器人状态
发布关节状态
运行基本的move_group节点
运行Rviz和载入默认配置，查看move_group节点状态
如果数据库模式激活，启动mongodb.

move_group.launch

载入规划的上下文配置文件
是否开启调试模式
move_group节点设置
规划库设置, 这里使用ompl运动规划库
轨迹执行功能
传感器功能
启动move_group节点和action服务器端

planning_context.launch

载入URDF文件
载入SRDF文件
载入关节限制参数
载入默认的运动学求解设置

setup_assistant.launch

修改现有配置
roslaunch lwr_moveit_config setup_assistant.launch

config

fake_controllers.yaml：虚拟控制器配置文件，可在无设备情况下运行moveit（包括不启动gazebo等仿真工具）
joint_limits.yaml：各关节位置速度等限制，用于规划当中
kinematics.yaml：运动学求解器的配置文件
lwr.srdf：Moveit的配置文件，包含了我们在Setup Assistant中设置的东西。只要有srdf和urdf，即可完全定义一个机器人的moveit信息
ompl_planning.yaml：配置了OMPL算法的参数
chomp_planning.yaml：配置了与planning相关的参数，如最大迭代次数、最大求解次数等信息
ros_controllers.yaml：配置控制器信息，常见控制器见下：传送门

关于ros_control的使用参见：传送门1&传送门2

launch

demo.launch：包含了其他launch文件，同时启动需要启动的节点

<launch>

  <!-- 指定planning pipeline -->
  <arg name="pipeline" default="ompl" />

  <!-- 默认情况下，我们不启动数据库（它可能很大） -->
  <arg name="db" default="false" />
  <!-- 允许用户指定数据库位置 -->
  <arg name="db_path" default="$(find lwr_moveit_config)/default_warehouse_mongo_db" />

  <!-- 默认情况下，我们不处于调试模式 -->
  <arg name="debug" default="false" />

  <!--
  默认情况下，隐藏joint_state_publisher's GUI

  MoveIt！的“demo”模式将实际的机器人驱动程序替换为joint_state_publisher。
  后者维护并发布了模拟机器人的当前关节配置。
  It also provides a GUI to move the simulated robot around "manually".
  这相当于在不使用MoveIt的情况下在真实的机器人周围移动。
  -->
  <arg name="use_gui" default="false" />

  <!-- 在参数服务器上加载URDF，SRDF和其他.yaml配置文件 -->
  <include file="$(find lwr_moveit_config)/launch/planning_context.launch">
    <arg name="load_robot_description" value="true"/>
  </include>

  <!-- 如果需要，为robot root发布 static tf，当机器人基座不是世界座标系原点时，可通过发布static tf来描述机器人在世界座标系中的位置 -->
  

  <!-- 我们没有连接机器人，因此请发布虚拟机器人状态-->
  <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher">
    <param name="use_gui" value="$(arg use_gui)"/>
    <rosparam param="source_list">[move_group/fake_controller_joint_states]</rosparam>
  </node>

  <!-- 给定已发布的joint states, 发布tf for the robot links -->
  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" respawn="true" output="screen" />

  <!-- 运行主MoveIt！ 无需轨迹执行的可执行文件（默认情况下，我们没有配置控制器） -->
  <include file="$(find lwr_moveit_config)/launch/move_group.launch">
    <arg name="allow_trajectory_execution" value="true"/>
    <arg name="fake_execution" value="true"/>
    <arg name="info" value="true"/>
    <arg name="debug" value="$(arg debug)"/>
    <arg name="pipeline" value="$(arg pipeline)"/>
  </include>

  <!-- 运行Rviz并加载默认配置以查看move_group节点的状态 -->
  <include file="$(find lwr_moveit_config)/launch/moveit_rviz.launch">
    <arg name="rviz_config" value="$(find lwr_moveit_config)/launch/moveit.rviz"/>
    <arg name="debug" value="$(arg debug)"/>
  </include>

  <!-- 如果启用了数据库加载，请同时启动mongodb -->
  <include file="$(find lwr_moveit_config)/launch/default_warehouse_db.launch" if="$(arg db)">
    <arg name="moveit_warehouse_database_path" value="$(arg db_path)"/>
  </include>

</launch>

move_group.launch：启动规划组，默认使用ompl运动规划库

<launch>

  <!-- GDB Debug Option -->
  <arg name="debug" default="false" />
  <arg unless="$(arg debug)" name="launch_prefix" value="" />
  <arg     if="$(arg debug)" name="launch_prefix"
	   value="gdb -x $(find lwr_moveit_config)/launch/gdb_settings.gdb --ex run --args" />

  <!-- Verbose Mode Option -->
  <arg name="info" default="$(arg debug)" />
  <arg unless="$(arg info)" name="command_args" value="" />
  <arg     if="$(arg info)" name="command_args" value="--debug" />

  <!-- move_group 设置 -->
  <arg name="pipeline" default="ompl" />
  <arg name="allow_trajectory_execution" default="true"/>
  <arg name="fake_execution" default="false"/>
  <arg name="max_safe_path_cost" default="1"/>
  <arg name="jiggle_fraction" default="0.05" />
  <arg name="publish_monitored_planning_scene" default="true"/>

  <arg name="capabilities" default=""/>
  <arg name="disable_capabilities" default=""/>
  <!--加载这些非默认的MoveGroup功能（以空格分隔） -->
  <!--
  <arg name="capabilities" value="
                a_package/AwsomeMotionPlanningCapability
                another_package/GraspPlanningPipeline
                " />
  -->

  <!-- 禁止使用这些默认的MoveGroup功能（以空格分隔） -->
  <!--
  <arg name="disable_capabilities" value="
                move_group/MoveGroupKinematicsService
                move_group/ClearOctomapService
                " />
  -->

  <arg name="load_robot_description" default="true" />
  <!-- 加载URDF，SRDF和joint_limits配置 -->
  <include file="$(find lwr_moveit_config)/launch/planning_context.launch">
    <arg name="load_robot_description" value="$(arg load_robot_description)" />
  </include>

  <!-- Planning Functionality -->
  <include ns="move_group" file="$(find lwr_moveit_config)/launch/planning_pipeline.launch.xml">
    <arg name="pipeline" value="$(arg pipeline)" />
  </include>

  <!-- Trajectory Execution Functionality -->
  <include ns="move_group" file="$(find lwr_moveit_config)/launch/trajectory_execution.launch.xml" if="$(arg allow_trajectory_execution)">
    <arg name="moveit_manage_controllers" value="true" />
    <arg name="moveit_controller_manager" value="lwr" unless="$(arg fake_execution)"/>
    <arg name="moveit_controller_manager" value="fake" if="$(arg fake_execution)"/>
  </include>

  <!-- Sensors Functionality -->
  <include ns="move_group" file="$(find lwr_moveit_config)/launch/sensor_manager.launch.xml" if="$(arg allow_trajectory_execution)">
    <arg name="moveit_sensor_manager" value="lwr" />
  </include>

  <!-- 启动实际的move_group node/action server -->
  <node name="move_group" launch-prefix="$(arg launch_prefix)" pkg="moveit_ros_move_group" type="move_group" respawn="false" output="screen" args="$(arg command_args)">
    <!-- 设置display变量，以防内部使用OpenGL代码 -->
    <env name="DISPLAY" value="$(optenv DISPLAY :0)" />

    <param name="allow_trajectory_execution" value="$(arg allow_trajectory_execution)"/>
    <param name="max_safe_path_cost" value="$(arg max_safe_path_cost)"/>
    <param name="jiggle_fraction" value="$(arg jiggle_fraction)" />
    <param name="capabilities" value="$(arg capabilities)"/>
    <param name="disable_capabilities" value="$(arg disable_capabilities)"/>


    <!-- 发布physical robot的计划场景，以便rviz插件可以知道actual robot -->
    <param name="planning_scene_monitor/publish_planning_scene" value="$(arg publish_monitored_planning_scene)" />
    <param name="planning_scene_monitor/publish_geometry_updates" value="$(arg publish_monitored_planning_scene)" />
    <param name="planning_scene_monitor/publish_state_updates" value="$(arg publish_monitored_planning_scene)" />
    <param name="planning_scene_monitor/publish_transforms_updates" value="$(arg publish_monitored_planning_scene)" />
  </node>

</launch>

planning_context.launch：

<launch>
  <!-- 默认情况下，我们不会覆盖URDF。 将以下内容更改为true以更改默认行为 -->
  <arg name="load_robot_description" default="false"/>

  <!-- 加载URDF的参数名称 -->
  <arg name="robot_description" default="robot_description"/>

  <!-- 加载通用机器人描述格式（URDF） -->
  <param if="$(arg load_robot_description)" name="$(arg robot_description)" textfile="$(find lwr_description)/urdf/lwr_simplified.urdf"/>

  <!-- 对应于URDF的语义描述 -->
  <param name="$(arg robot_description)_semantic" textfile="$(find lwr_moveit_config)/config/lwr.srdf" />

  <!-- 加载更新的关节极限（来自yaml的替代信息） -->
  <group ns="$(arg robot_description)_planning">
    <rosparam command="load" file="$(find lwr_moveit_config)/config/joint_limits.yaml"/>
  </group>

  <!-- 加载运动学的默认设置； 这些设置被节点名称空间中的设置覆盖 -->
  <group ns="$(arg robot_description)_kinematics">
    <rosparam command="load" file="$(find lwr_moveit_config)/config/kinematics.yaml"/>
  </group>

</launch>

setup_assistant.launch：用来修改配置（基于当前文件）
```
roslaunch lwr_moveit_config setup_assistant.launch
```

其他文件的解析：

demo.launch
- move_group.launch
  - trajectory_execution.launch.xml
    - $(arg moveit_controller_manager)_moveit_controller_manager.launch.xml

修改配置文件以满足实际机器人

大多数时候我们会直接自己写相关的launch文件和yaml文件，原理同下：

config

controllers.yaml：根据实际驱动中的action修改，主要配置action的名字、类型及关节名字
sensors.yaml：主要定义了点云消息名称、OctoMap属性等（根据需要添加）

launch

机器人的启动文件(drive)
robotName_moveit_controller_manager.launch：加载controller.yaml文件，并发布正确的action
robotName_sensor_manager.launch：作用同上，只不过加载的是传感器的controller
其他
如industrial_robot_simulator、warehouse、joystick、规划器、规划算法库等

具体操作如下：

① 将demo.launch中的fake_execution修改为false

  <!-- 运行主MoveIt！ 无需轨迹执行的可执行文件（默认情况下，我们没有配置控制器） -->
  <include file="$(find lwr_moveit_config)/launch/move_group.launch">
    <arg name="allow_trajectory_execution" value="true"/>
    <arg name="fake_execution" value="false"/>      <!--修改此处为false-->
    <arg name="info" value="true"/>
    <arg name="debug" value="$(arg debug)"/>
    <arg name="pipeline" value="$(arg pipeline)"/>
  </include>

同时要注释一下代码：

  <!-- 我们没有连接机器人，因此请发布虚拟机器人状态-->
<!--
  <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher">
    <param name="use_gui" value="$(arg use_gui)"/>
    <rosparam param="source_list">[move_group/fake_controller_joint_states]</rosparam>
  </node>
-->

这是一段发布模拟状态的代码，如果不注释掉这段代码，rviz中显示的机械臂状态会不断的跳变，这是真是机器人与虚拟机器人冲突的结果！

②修改move_group.launch中moveit_controller_manager的参数

  <!-- Trajectory Execution Functionality -->
  <!-- moveit_controller_manager的值，要么等于我们设置的，要么等于fake，接下来此参数会传给trajectory_execution.launch.xml文件 -->
  <include ns="move_group" file="$(find lwr_moveit_config)/launch/trajectory_execution.launch.xml" if="$(arg allow_trajectory_execution)">
    <arg name="moveit_manage_controllers" value="true" />
    <arg name="moveit_controller_manager" value="lwr" unless="$(arg fake_execution)"/><!--unless前的value改为自己的机器人名称，作为前缀-->
    <arg name="moveit_controller_manager" value="fake" if="$(arg fake_execution)"/>
  </include>

打开trajectory_execution.launch.xml发现最后有一句：

  <include file="$(find lwr_moveit_config)/launch/$(arg moveit_controller_manager)_moveit_controller_manager.launch.xml" />

按照原先的设置，本应该启动fake_moveit_controller_manager.launch.xml，你可以去moveit配置文件夹下去找，这个文件是存在的，而现在一个叫做lwr_moveit_controller_manager.launch.xml将会被启动，而这个文件moveit也应该已经帮你创建好了，当你使用先前的moveit向导加载机器人模型时，机器人模型中写明的机器人名称（name属性），就会作为前缀写入这个文件的文件名，所以，“lwr”这个名称源自于你模型文件里写明的机器人名称，请前后保持统一，理解各个文件之间的调用关系。

如果执行轨迹时，轨迹执行时间超时，如下错误(图片转自博主爱学习的草莓熊)：

解决方案如下：

方案1：增加参数以延长允许执行轨迹的时间，通过加入如下参数设置

	<!--允许轨迹执行时间的一个放大倍数，可以根据实际情况自行修改-->
	<param name="trajectory_execution/allowed_execution_duration_scaling" value="6"/>    
	<!--超时的一个百分比范围-->  
	<param name="trajectory_execution/allowed_goal_duration_margin" value="0.5"/>

方案2：关闭轨迹执行情况的一个monitoring，通过加入如下参数设置
```
<param name="trajectory_execution/execution_duration_monitoring" value="false"/>
```

③ 修改lwr_moveit_controller_manager.launch.xml

<launch>

  <!-- 在参数服务器上加载moveit_controller_manager作为参数
     如果没有传递任何参数，将设置moveit_simple_controller_manager -->
  <arg name="moveit_controller_manager" default="moveit_simple_controller_manager/MoveItSimpleControllerManager" />
  <param name="moveit_controller_manager" value="$(arg moveit_controller_manager)"/>

  <!-- 将ros_controllers加载到参数服务器 -->
  <rosparam file="$(find lwr_moveit_config)/config/ros_controllers.yaml"/>

</launch>

最新版本中，助手会帮我们自动生成ros_controllers，已经不需要进行修改，或者也可以将默认的ros_controllers该为其他自定义的xxx_controllers

④ 编写ros_controllers配置文件
```
controller_list:
  - name: "lwr"
    action_ns: follow_joint_trajectory
    type: FollowJointTrajectory
    Joints:
    - lwr_arm_0_joint
    - lwr_arm_1_joint
    - lwr_arm_2_joint
    - lwr_arm_3_joint
    - lwr_arm_4_joint
    - lwr_arm_5_joint
    - lwr_arm_6_joint
```
参数介绍：
1. name：写一个与自己机器人相关的名称，便于使用
2. action_ns：服务器名称定义，follow_joint_trajectory即为后续action名字的一部分，整体名称为：name/action_ns
3. type：定义action的类型，FollowJointTrajectory是ros自带action类型，是一种控制机械臂运动轨迹的数据结构，其他action类型请参考：传送门
4. joints：来自urdf文件中描述的关节名称，直接复制fake_controllers.yaml中的即可！

测试

rviz中加载一个障碍物

新建障碍物文件test.scene
Scene Objects→Import From Text
Publish Scene

LWR的Moveit配置结果解析

文件级：

├── CMakeLists.txt
├── config #配置文件目录
│ ├── fake_controllers.yaml #虚拟控制器配置文件,方便我们在没有实体机器人,甚至没有任何模拟器（如gazebo）开启的情况下也能运行MoveIt
│ ├── joint_limits.yaml #记录了机器人各个关节的位置速度加速度的极限
│ ├── kinematics.yaml #初始化运动学求解库
│ ├── lwr.srdf #配置助手设置参数，包含组,位姿,末端执行器,虚拟关节及碰撞免测矩阵ACM等的定义。
│ └── ompl_planning.yaml #配置OMPL各种算法及参数
├── launch #启动文件脚本目录
│ ├── default_warehouse_db.launch #如果激活数据库载入方式，会启动mongodb.被demo.launch调用,
│ ├── demo.launch #启动配置包的入口文件
│ ├── fake_moveit_controller_manager.launch.xml #调用fake_controllers.yaml
│ ├── joystick_control.launch #游戏杆控制
│ ├── lwr_moveit_controller_manager.launch.xml #控制管理器定义，在trajectory_execution.launch.xml被调用
│ ├── lwr_moveit_sensor_manager.launch.xml #传感器管理器定义，在sensor_manager.launch.xml被调用
│ ├── move_group.launch #move_group节点
│ ├── moveit.rviz #rviz相关参数文件
│ ├── moveit_rviz.launch #rviz启动文件
│ ├── ompl_planning_pipeline.launch.xml #ompl规划管道启动，在planning_pipeline.launch.xml被调用
│ ├── planning_context.launch #载入URDF, SRDF,正向运动学求解等设置
│ ├── planning_pipeline.launch.xml #总的规划管道启动
│ ├── run_benchmark_ompl.launch #针对ompl库的压力测试，需要指定.cfg文件列表。
│ ├── sensor_manager.launch.xml #传感器启动文件
│ ├── setup_assistant.launch #重配置oveIt!包
│ ├── trajectory_execution.launch.xml #轨迹执行启动文件
│ ├── warehouse.launch #运行数据库
│ └── warehouse_settings.launch.xml #数据库配置文件
└── package.xml

参考文献：

ROS学习笔记14 —— moveit配置及配置结果解析

文章目录

MoveIt! Setup Assistant

配置结果分析

重要文件功能说明

demo.launch

move_group.launch

planning_context.launch

setup_assistant.launch

config

launch

修改配置文件以满足实际机器人

config

launch

具体操作如下：

测试

rviz中加载一个障碍物

LWR的Moveit配置结果解析

文件级：

ROS終端顯示中文的設置辦法

c/c++中點運算符“.“和箭頭運算符“→“的區別

Qt+Halcon筆記（1）—— 環境配置（兩種方案，博主親測）

MATLAB - 導出設置中大小設置失效問題的解決

【個人收藏筆記】CMakeLists.txt 語法簡明教程

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

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