讓機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目6目錄CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09上一個(gè)任務(wù)已經(jīng)有了基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)了用程序控制機(jī)器人跳舞那么如何更精確的控制機(jī)器人手臂做更精細(xì)化的操作呢？項(xiàng)目導(dǎo)入13CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09項(xiàng)目任務(wù)通過(guò)“讓機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)”任務(wù)為載體，將會(huì)對(duì)人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)，及其機(jī)械構(gòu)造有一個(gè)全面的了解。學(xué)會(huì)搭建用來(lái)控制機(jī)器人三維仿真的軟件環(huán)境，并可在模擬環(huán)境中對(duì)機(jī)器人進(jìn)行算法測(cè)試。通過(guò)仿真環(huán)境的控制和理解，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)有一定程度的認(rèn)識(shí)。01020325CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）熟悉ROS基本知識(shí)和常用操作；（2）了解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)；（3）熟悉機(jī)器人位姿；（4）了解機(jī)器人坐標(biāo)系。知識(shí)目標(biāo)：（1）掌握ROS的升級(jí)；（2）掌握Gazebo仿真環(huán)境安；（3）熟悉Gazebo使用方法;（4）掌握在Gazebo中控制機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)。技能目標(biāo)：（1）培養(yǎng)質(zhì)量意識(shí)（2）培養(yǎng)精益求精的探究精神（3）培養(yǎng)工匠精神職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：37CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09ROS的發(fā)行版本（ROSdistribution）指ROS軟件包的版本，其與Linux的發(fā)行版本（如Ubuntu）的概念類似。推出ROS發(fā)行版本的目的在于使開發(fā)人員可以使用相對(duì)穩(wěn)定的代碼庫(kù)，直到其準(zhǔn)備好將所有內(nèi)容進(jìn)行版本升級(jí)為止。因此，每個(gè)發(fā)行版本推出后，ROS開發(fā)者通常僅對(duì)這一版本的bug進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)提供少量針對(duì)核心軟件包的改進(jìn)。知識(shí)鏈接

ROS簡(jiǎn)介版本名稱發(fā)布日期版本生命周期操作系統(tǒng)平臺(tái)ROSNoeticNinjemys2020年5月2025年5月Ubuntu20.04ROSMelodicMorenia2018年5月2023年5月Ubuntu17.10,Ubuntu18.04,Debian9ROSLunarLoggerhead2017年5月2019年5月Ubuntu16.04,Ubuntu16.10,Ubuntu17.04,Debian9ROSKineticKame2016年5月2021年4月Ubuntu15.10,Ubuntu16.04,Debian8ROSJadeTurtle2015年5月2017年5月Ubuntu14.04,Ubuntu14.10,Ubuntu15.0449知識(shí)鏈接ROS通訊架構(gòu)ParameterService參數(shù)服務(wù)器Actionlib動(dòng)作庫(kù)Service服務(wù)Topic主題410知識(shí)鏈接

Topic主題Topic要經(jīng)歷下面幾步的初始化過(guò)程：首先，publisher節(jié)點(diǎn)和subscriber節(jié)點(diǎn)都要到節(jié)點(diǎn)管理器進(jìn)行注冊(cè)。然后publisher會(huì)發(fā)布topic，subscriber在master的指揮下會(huì)訂閱該topic。從而建立起sub-pub之間的通信。411Service通信是雙向的，它不僅可以發(fā)送消息，同時(shí)還會(huì)有反饋。所以Service包括兩部分，一部分是請(qǐng)求方（Clinet），另一部分是應(yīng)答方/服務(wù)提供方（Server）。知識(shí)鏈接

Service服務(wù)412參數(shù)服務(wù)器（parameterserver）：與前兩種通信方式不同，參數(shù)服務(wù)器也可以說(shuō)是特殊的“通信方式”。特殊點(diǎn)在于參數(shù)服務(wù)器是節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)參數(shù)的地方、用于配置參數(shù)，全局共享參數(shù)。參數(shù)服務(wù)器使用互聯(lián)網(wǎng)傳輸，在節(jié)點(diǎn)管理器中實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信過(guò)程。知識(shí)鏈接

Parameterserverrosparam命令作用rosparamsetparam_keyparam_value設(shè)置參數(shù)rosparamgetparam_key顯示參數(shù)rosparamloadfile_name從文件加載參數(shù)rosparamdumpfile_name保存參數(shù)到文件rosparamdelete刪除參數(shù)rosparamlist列出參數(shù)名稱413Actionlib是ROS中一個(gè)很重要的庫(kù)，類似service通信機(jī)制。當(dāng)service通信不能很好的完成任務(wù)時(shí)候，actionlib則可以比較適合實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的通信過(guò)程Action的工作原理是client-server模式，也是一個(gè)雙向的通信模式。知識(shí)鏈接

Action414知識(shí)鏈接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)已知機(jī)器人中各運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，求末端執(zhí)行器位姿。運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題415已知端執(zhí)行器位姿，求各運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。知識(shí)鏈接

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆問(wèn)題Whereismyhand?DirectKinematicsHERE!HowdoIputmyhandhere?InverseKinematics:Choosetheseangles!運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題416點(diǎn)的位置描述{位置矢量}對(duì)于直角坐標(biāo)系{A}，空間任一點(diǎn)P的位置可用3×1的列矢量表示。知識(shí)鏈接.位姿描述——點(diǎn)的位置描述

17AP的上標(biāo)A代表參考坐標(biāo)系｛A｝。417將一個(gè)n維空間點(diǎn)用n+1維坐標(biāo)表示，則該n+1維坐標(biāo)即為n維坐標(biāo)的齊次坐標(biāo)。知識(shí)鏈接位姿描述——齊次坐標(biāo)18注意：（1

)點(diǎn)的齊次坐標(biāo)齊次坐標(biāo)的表示不是惟一的。418齊次坐標(biāo)在Gazebo里，提供了最基礎(chǔ)的三個(gè)物體，球體，圓柱體，立方體，利用這三個(gè)物體以及它們的伸縮變換或者旋轉(zhuǎn)變換，可以設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的機(jī)器人三維仿真模型。Gazebo提供了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)仿真，通過(guò)ModelEditor下的plugin，來(lái)添加我們需要驗(yàn)證的算法文件，就可以在Gazebo里對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真。知識(shí)鏈接

Gazebo11-4月-25419CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02知識(shí)鏈接04項(xiàng)目準(zhǔn)備05學(xué)習(xí)目標(biāo)03任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09任務(wù)實(shí)施06項(xiàng)目準(zhǔn)備5211．一個(gè)大于等于4G的U盤作為啟動(dòng)盤；2．一個(gè)大于64G的U盤或移動(dòng)硬盤（裝系統(tǒng)鏡像）；3．一臺(tái)電腦，推薦配置：①2G雙核處理器及以上；②2G內(nèi)存及以上；③25G以上硬盤空間；④支持DVD驅(qū)動(dòng)或者USB口；⑤支持上網(wǎng)。CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02知識(shí)鏈接04任務(wù)實(shí)施06學(xué)習(xí)目標(biāo)03任務(wù)評(píng)價(jià)07任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09項(xiàng)目準(zhǔn)備051．下載Ubuntu16.04的iso文件，下載網(wǎng)址：/16.04/。2．下載工具軟件軟件：RUFS，下載網(wǎng)址：https://rufus.akeo.ie。3．把制作好的啟動(dòng)U盤插入電腦，開機(jī)（或者重啟）開始安裝。任務(wù)實(shí)施

安裝Ubuntu6231．配置Ubuntu軟件中心2．修改源3．獲取公鑰，開始安裝。任務(wù)實(shí)施

安裝ROS6241．sudoapt-getinstallros-kinetic-gazebo-ros-control2.sudoapt-getinstallros-kinetic-ros-controllers3.啟動(dòng)Gazebo任務(wù)實(shí)施

安裝Gazebo6251．從地址：/shaoyiwork/Yanshee_Fzstart

下載機(jī)器人模型2.打開Rviz后點(diǎn)擊界面左下角的Add，添加RobotModel和TF的顯示3.拖動(dòng)JointStatePublishe窗口中每個(gè)關(guān)節(jié)的滑塊來(lái)調(diào)整關(guān)節(jié)角度。任務(wù)實(shí)施

導(dǎo)入機(jī)器人模型2661．為模型添加gazebo標(biāo)簽并配置控制器2.通過(guò)代碼，用正弦曲線驅(qū)動(dòng)Gazebo環(huán)境中的機(jī)器人雙臂有規(guī)律的擺動(dòng)任務(wù)實(shí)施

通過(guò)代碼驅(qū)動(dòng)Gazebo環(huán)境中的機(jī)器人276CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03任務(wù)評(píng)價(jià)07項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06知識(shí)鏈接04任務(wù)拓展08項(xiàng)目小結(jié)09任務(wù)評(píng)價(jià)07自我評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)CONTENT目錄項(xiàng)目導(dǎo)入01項(xiàng)目任務(wù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)03任務(wù)拓展08項(xiàng)目準(zhǔn)備05任務(wù)實(shí)施06任務(wù)評(píng)價(jià)07知識(shí)鏈接04項(xiàng)目小結(jié)