一种基于IROS的机械臂控制方法和介质技术

本发明专利技术提供了一种基于IROS的机械臂控制方法和介质，属于机械臂控制技术领域。通过以下技术方案实现：获取机械臂结构并搭建机械臂模型，并获取机械臂结构参数，建立机械臂连杆间参数表；基于IROS环境，建立机械臂与IROS系统的通信；通过IROS系统控制机械臂移动至目标位置；具体如下：通过IROS系统从canRecvTopic获取当前的关节位置信息，通过关节空间运动方式计算当前关节位置目标关节位置的差值，通过IROS系统的通信节点从canSendTopic下发到机械臂，机械臂执行到目标关节位置。本发明专利技术节省机械臂进行开发时间，提高通信性能。提高通信性能。提高通信性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于IROS的机械臂控制方法和介质


[0001]本专利技术涉及一种基于IROS的机械臂控制方法和介质，属于机械臂控制


技术介绍

[0002]机械臂常用的通信方式有基于CAN的总线直接通信和基于ROS（机器人操作系统）通信。在使用CAN通信时，需要确保机械臂的控制器和执行器支持CAN总线接口，并且配置正确的通信参数（如波特率、节点ID等）。此外，需要编写相应的控制程序或使用相关的通信协议来实现数据传输和控制命令的交互。缺点：直接采用CAN总线通信比较复杂且模块话程度不高，时间产出比低等。ROS是一个常用的机器人开发平台，提供了通信框架和消息传递机制，用于机械臂与其他ROS节点之间的数据传输和控制命令交互。缺点：性能一般，消息延迟一般数个毫秒。系统存在大量的话题和数据时，容易丢包。ROS通信的消息数据是开放的未加密的，安全性低。
[0003]IROS(Intelligent Robot Operating System )智能机器人操作系统集成了两者之间的优点，同时也规避了它们的不足。当前缺少一种基于IROS的机械臂控制方法可以提高控制的性能和效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供了一种基于IROS的机械臂控制方法和介质，节省机械臂进行开发时间，提高通信性能。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：获取机械臂结构并搭建机械臂模型，并获取机械臂结构参数，建立机械臂连杆间参数表；基于IROS环境，建立机械臂与IROS系统的通信；通过IROS系统控制机械臂移动至目标位置；具体如下：通过IROS系统从canRecvTopic获取当前的关节位置信息，通过关节空间运动方式计算当前关节位置目标关节位置的差值，通过IROS系统的通信节点从canSendTopic下发到机械臂，机械臂执行到目标关节位置。
[0006]优选的，所述机械臂连杆间参数表通过Denavit
‑
Hartenberg方法建立优选的，所述机械臂连杆间参数表包括连杆数量、连杆长度、连杆扭曲、连杆偏置和关节角度。
[0007]优选的，所述IROS系统的通信节点包括canSendMechanicalArm节点和消息中转节点，所述消息中转节点将IROS系统的机械臂控制消息发送到canSendTopic中；所述canSendMechanicalArm节点从canRecvTopic中获取机械臂控制消息，通过can协议发送到机械臂，并控制机械臂运行。
[0008]优选的，所述消息中转节点还通过libmacp.so动态库和共享内存方式与canSendMechanicalArm节点进行通信。
[0009]优选的，所述通过IROS系统控制机械臂移动至目标位置可以通过笛卡尔空间运动方式，具体如下：通过IROS系统从canRecvTopic获取当前的关节位置信息，通过正运动学计算得到机械臂末端笛卡尔位姿；将目标笛卡尔空间位姿与当前位姿通过逆运动学模块计算出各个关节参数值；通过IROS系统的通信节点从canSendTopic下发到机械臂，机械臂执行到目标笛卡尔空间位姿。
[0010]优选的，所述程序指令在运行时，执行如权利要求1至5任一项所述的基于IROS的机械臂控制方法。
[0011]本专利技术的优点在于：本专利技术通过IROS操作系统，对机械臂进行开发可以节省时间，还能提高通信性能。利用IROS通信模块进行通信，通过机械臂的正逆运动学控制机械臂的运动提高了机械臂的反应速度和性能。
附图说明
[0012]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0013]图1为本专利技术IROS通信架构示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]实施例1一种基于IROS的机械臂控制方法，包括以下内容：获取机械臂结构并搭建机械臂模型，并获取机械臂结构参数，建立机械臂连杆间参数表；所述机械臂连杆间参数表通过Denavit
‑
Hartenberg方法建立，所述机械臂连杆间参数表包括连杆数量、连杆长度、连杆扭曲、连杆偏置和关节角度。具体见下表表1机械臂连杆间参数表
基于IROS环境，建立机械臂与IROS系统的通信；通过IROS系统控制机械臂移动至目标位置；具体如下：通过IROS系统从canRecvTopic获取当前的关节位置信息，通过关节空间运动方式计算当前关节位置目标关节位置的差值，通过IROS系统的通信节点从canSendTopic下发到机械臂，机械臂执行到目标关节位置。
[0016]所述IROS系统的通信节点包括canSendMechanicalArm节点和消息中转节点（AppMechanicalArm节点），所述消息中转节点将IROS系统的机械臂控制消息发送到canSendTopic中；所述canSendMechanicalArm节点从canRecvTopic中获取机械臂控制消息，通过can协议发送到机械臂，并控制机械臂运行。所述canSendMechanicalArm节点由IROS提供，所述AppMechanicalArm节点为应用开发者开发。
[0017]所述消息中转节点还通过libmacp.so动态库和共享内存方式与canSendMechanicalArm节点进行通信。
[0018]实施例2所述通过IROS系统控制机械臂移动至目标位置可以通过笛卡尔空间运动方式，具体如下：通过IROS系统从canRecvTopic获取当前的关节位置信息，通过正运动学计算得到机械臂末端笛卡尔位姿；将目标笛卡尔空间位姿与当前位姿通过逆运动学模块计算出各个关节参数值；通过IROS系统的通信节点从canSendTopic下发到机械臂，机械臂执行到目标笛卡尔空间位姿。
[0019]最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于IROS的机械臂控制方法，其特征在于，包括以下内容：获取机械臂结构并搭建机械臂模型，并获取机械臂结构参数，建立机械臂连杆间参数表；基于IROS环境，建立机械臂与IROS系统的通信；通过IROS系统控制机械臂移动至目标位置；具体如下：通过IROS系统从canRecvTopic获取当前的关节位置信息，通过关节空间运动方式计算当前关节位置目标关节位置的差值，通过IROS系统的通信节点从canSendTopic下发到机械臂，机械臂执行到目标关节位置。2.根据权利要求1所述的基于IROS的机械臂控制方法，其特征在于，所述机械臂连杆间参数表通过Denavit
‑
Hartenberg方法建立。3.根据权利要求1所述的基于IROS的机械臂控制方法，其特征在于，所述机械臂连杆间参数表包括连杆数量、连杆长度、连杆扭曲、连杆偏置和关节角度。4.根据权利要求1所述的基于IROS的机械臂控制方法，其特征在于，所述IROS系统的通信节点包括canSendMechanicalArm节点和消息中转节点，所述消息中转节点将IRO...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭雯，李朝铭，刘来波，王怀震，
申请(专利权)人：山东新一代信息产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：