ros_overview

ROS概览 §

ROS概念与基础操作 §

ROS的基本概念 §

• Publisher/Subscriber
• Node
• Topic
• Service
• Action
• Parameter
• Launch

ROS、Rviz、Gazebo的关系，ROS软件包的配置 §

ROS本体和Rviz（搭配Moveit），Gazebo对于ROS而言相对独立

ROS在通信时使用的数据类型 §

rostopic与rosservice §

• 两者的不同
  • rostopic：同步的，回调式的机制，实时更新，适合对实时性要求高，数据量小的情况（如随时更新位置数据）
  • rosservice：异步的，阻塞式的调用机制，有需要再请求，适合对实时性要求低，数据量大的情况（如定时更新地图数据）

URDF §

• 查看URDF

  check_urdf `rospack find pr2_description`/robots/pr2.urdf.xacro > pr2.urdf
  

• 将URDF可视化（以PR2为例）

  rosrun xacro xacro `rospack find pr2_description`/robots/pr2.urdf.xacro > pr2.urdf
  urdf_to_graphiz pr2.urdf
  

  • 如果没有urdf文件，先将xacro导出为URDF，然后将其输出为PDF文件

TF and TF2 §

tf.transformations is a fork of https://github.com/cgohlke/transformations/ This package has been deprecated “Transformations.py is no longer actively developed and has a few known issues and numerical instabilities.”

One of their recommended alternatives is to use transforms3d https://matthew-brett.github.io/transforms3d/

This is currently available as a pip dependency: https://index.ros.org/d/python-transforms3d-pi via rosdep.

Effort to package this into a ROS package to make it more resuable would be appreciated. Or to push it into upstream packaging efforts would also work.

• 替代方案

  • PyKDL +tf_conversions
  • Tranforms3d
    • 安装：pip install transforms3d （注意是transforms3d，transform3d是另外一个包）
    • 使用：

    from transforms3d import euler
    q = euler.euler2quat(pi, 0, -pi/2, 'sxyz')

• 查看当前的TF状态

  • 以一个TF为基准（如world），输出另一个TF相对于这个TF的状态（如gripper_l_base）： rosrun tf tf_echo world gripper_l_base 旋转为RPY（相对世界坐标系），对应的变换为’sxyz’（好像不是）?

    描述坐标系{B}相对于参考坐标系{A}的姿态有两种方式。第一种是绕固定（参考）坐标轴旋转：假设开始两个坐标系重合，先将{B}绕{A}的X轴旋转γ，然后绕{A}的Y轴旋转β，最后绕{A}的Z轴旋转α，就能旋转到当前姿态。可以称其为X-Y-Z fixed angles或RPY角(Roll横滚, Pitch俯仰, Yaw航向)。

    由于是绕固定坐标系旋转，则旋转矩阵为

    欧拉角使用最简单的x,y,z值来分别表示在x，y，z轴上的旋转角度，其取值为0-360(或者0-2pi），一般使用roll，pitch，yaw来表示这些分量的旋转值。需要注意的是，这里的旋转是针对世界坐标系说的，这意味着第一次的旋转不会影响第二、三次的转轴。

    欧拉角容易出现的问题是 1）不易在任意方向的旋转轴插值； 2）万向节死锁；3）旋转的次序无法确定

RViz §

MoveIt! §

仿真 §

仿真环境概览 §

Gazebo §

RViz + MoveIt + Gazebo §

• 机器人学习必看系列：小智，我想知道如何使用moveit控制真实机械臂？

传感器 §

• 摄像头：usb_cam

2D planning流程 §

2D的导航 §

• 参考

生成地图 §

• Map
  • Occupancy Grid - gives probability of obstacles
  • Mapserver Loads a map rosrun map_server map_server mymap.yaml
    • 数据类型nav_msgs/OccupancyGrid 以0~100为范围显示Occupancy Probability
• GridCells
  • Useful to show cells on a map for visualization of
    • Obstatcles (that our node thinks are obstacles)
    • Inflated obstacles
    • explored area
  • Can be shown in different colors using rviz
  • 数据类型nav_msgs/GridCells

里程计Odom §

• 参考

3D planning流程 §

• Moveit: planning scene
• 3D occupancy grid
  • Octomap
  • Volumetric mapping
    • https://github.com/ethz-asl/volumetric_mapping

其它 §

资源汇总 §

• Awesome Robotics Libraries
• 定位/跟踪工具
  • 使用ar_track_alvar跟踪AR tag
  • ArUco
  • AprilTag
  • QR code
  • Benchmarks for AR methods

（过时）在18.04下编译Kinetic §

ROS与ROS2 §