Moveit,IkFast运动学插件配置,最详细,没有之一

小鱼

Moveit,IkFast运动学插件配置,最详细,没有之一

之前做好了IKFast配置的镜像,并没有在实际的机械臂上使用,本篇文章,旨在带你一起一步步给你的机械臂配置好ikfast插件.

本文相关资料:

系统平台: Ubuntu20.04
ROS版本: Noetic
机械臂开源库链接: https://github.com/Elite-Robots/ROS

1.安装Docker拉取代码及镜像

1.1 安装Docker

打开终端,输入一键安装代码,接着选择一键安装Docker

wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros

1.2 拉取代码

git clone https://github.com/Elite-Robots/ROS elite_robot

1.3 获取并运行镜像

打开终端运行下面的代码,会进入镜像的交互终端,此时不要关闭,我们开始下一步

cd elite_robot
xhost + && sudo docker run  -it --rm  -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix --device /dev/snd -e DISPLAY=unix$DISPLAY  -v `pwd`:`pwd`  -w `pwd` fishros2/openrave

1.4 编译代码

在1.3的终端里输入下面指令编译代码

catkin_make

编译完成后souce工作空间

source install/setup.bashrc

2.生成机械臂dae描述文件

在1.4的终端里输入下面的指令,将URDF文件转换为openrave支持的dae格式,接着修改里面数据的精度信息,5代表小数点后四位.

cd src/elite_description/urdf/
rosrun collada_urdf urdf_to_collada ec66_description.urdf ec66_description.dae
rosrun moveit_kinematics round_collada_numbers.py ec66_description.dae ec66_description.dae 5

转换后可以使用openrave进行可视化(这一步可能会闪退,不过没关系,继续即可)

openrave ec66_description.dae

我们也可以使用命令行来查看机器人的Link和joint

$>openrave-robot.py ec66_description.dae --info links
name      index parents  
-------------------------
world     0              
base_link 1     world    
link1     2     base_link
link2     3     link1    
link3     4     link2    
link4     5     link3    
link5     6     link4    
link6     7     link5    
flan      8     link6    
-------------------------
name      index parents 

$>openrave-robot.py ec66_description.dae --info joints
name        joint_index dof_index parent_link child_link mimic
--------------------------------------------------------------
joint1      0           0         base_link   link1           
joint2      1           1         link1       link2           
joint3      2           2         link2       link3           
joint4      3           3         link3       link4           
joint5      4           4         link4       link5           
joint6      5           5         link5       link6           
world_joint -1          -1        world       base_link       
flan_joint  -1          -1        link6       flan            
--------------------------------------------------------------
name        joint_index dof_index parent_link child_link mimic

3.生成IKFast代码文件测试

3.1 生成IKFAST文件

完成第二部分,我们就可以通过一句命令来生成ikfast针对ec66机械臂的正逆解代码,接着上面的终端输入下面的指令,接着让指令跑一会.

python `openrave-config --python-dir`/openravepy/_openravepy_/ikfast.py --robot=ec66_description.dae --iktype=transform6d --baselink=1 --eelink=8 --savefile=$(pwd)/ikfastec66.cpp

结束后你应该可以再当前文件夹生成一个ikfastec66.cpp文件，这个文件就是针对我们当前的机械臂所生成的快速求解的程序，接着我们可以将其编译成可执行文件进行测试。

3.2 编译测试

复制所需的头文件，接着直接使用g++进行编译

cp /usr/local/lib/python2.7/dist-packages/openravepy/_openravepy_/ikfast.h .
g++ ikfastec66.cpp -o ikfast-ec66 -llapack -std=c++11

编译完成后你应该可以看到一个可执行文件ikfast-ec66
在这里插入图片描述

输入指令可以看看其使用方法,输入空间中的坐标的旋转矩阵和平移矩阵，即可逆解出关节的角度。

说白了就是你告诉它末端flan坐标系的位置，它告诉你机械臂六个轴在多少度的时候才能到达。

./ikfast-ec66

4.生成ikfast_plugin功能包

接着我们可以退出docker镜像了，输入exit即可退出，我们接着可以使用moveit的工具生成可以被moveit直接调用的功能包。

首先在src目录下创建一个文件夹，我们取名为elite_moveit_ikfast_plugins

cd src/
mkdir elite_moveit_ikfast_plugins

接着我们可以使用moveit的moveit_kinematics下的工具生成代码。

cd elite_moveit_ikfast_plugins
rosrun moveit_kinematics create_ikfast_moveit_plugin.py ec66 manipulator elite_moveit_ikfast_plugin_ec66 "world" "flan"  ../elite_description/urdf/ikfastec66.cpp

上面需要传几个参数，你可能需要根据你的机械臂做修改

ec66 机器人的名称
manipulator 规划组的名字
elite_moveit_ikfast_plugin_ec66 功能包的名字
"world" 运动链的起始link
"flan" 运动链的结束link
../elite_description/urdf/ikfastec66.cpp 上一步生成的配置文件位置（相对目录）

最终结果
在这里插入图片描述
这里我们需要重点关注下生成的文件中的插件描述文件ec66_manipulator_moveit_ikfast_plugin_description.xml。

<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?>
<library path="lib/libec66_manipulator_moveit_ikfast_plugin">
  <class name="ec66_manipulator/IKFastKinematicsPlugin" type="ec66_manipulator::IKFastKinematicsPlugin" base_class_type="kinematics::KinematicsBase">
    <description>IKFast61 plugin for closed-form kinematics of ec66 manipulator</description>
  </class>
</library>

记住插件的名字ec66_manipulator/IKFastKinematicsPlugin，下面的配置会用到哈。

5. 修改moveit配置文件编译并测试

打开机械臂运动学文件/mnt/d/Code/GitHub/elite_robot_ros/src/moveit_config/ec66_moveit_config/config/kinematics.yaml

默认配置时kdl求解器，这里我们将其换成ikfast。

manipulator:
  kinematics_solver: kdl_kinematics_plugin/KDLKinematicsPlugin
  kinematics_solver_search_resolution: 0.005
  kinematics_solver_timeout: 0.005

换成ikfast后的

manipulator:
  kinematics_solver: ec66_manipulator/IKFastKinematicsPlugin
  kinematics_solver_search_resolution: 0.005
  kinematics_solver_timeout: 0.005

5.1 编译运行改bug

修改好文件就编译运行,这里启动moveit的虚拟模式。

catkin_make
source devel/setup.bash
roslaunch elite_moveit elite_moveit.launch robot:=ec66 mode:=fake

如果没错，你将看到错误，你没有看错，你会遇到下面这个错误。

/opt/ros/noetic/lib/moveit_ros_move_group/move_group: symbol lookup error: /mnt/d/Code/GitHub/elite_robot_ros/devel/lib//libec66_manipulator_moveit_ikfast_plugin.so: undefined symbol: _ZN16ec66_manipulator17GetFreeParametersEv
[move_group-4] process has died [pid 15625, exit code 127, cmd /opt/ros/noetic/lib/moveit_ros_move_group/move_group --debug __name:=move_group __log:=/home/fishbot/.ros/log/2532bdc0-48a2-11ed-84ef-00155ddc9ce8/move_group-4.log].
log file: /home/fishbot/.ros/log/2532bdc0-48a2-11ed-84ef-00155ddc9ce8/move_group-4*.log

不用担心，和小鱼一起改改代码。
打开文件src/elite_moveit_ikfast_plugins/elite_moveit_ikfast_plugin_ec66/src/ec66_manipulator_ikfast_solver.cpp
接着修改低392行代码，在其下面加上一行

IKFAST_API int* GetFreeParameters() { return NULL; }

接着再次编译运行（原来的窗口记得关掉）

catkin_make
source devel/setup.bash
roslaunch elite_moveit elite_moveit.launch robot:=ec66 mode:=fake

即可。

也无风雨也无晴

请问鱼哥moviet2 支持配置ikfast插件吗

Lion

@小鱼您好，请问在catkin_make后出现找不到rviz-visual-tools的报错，但是我无法在dock环境中安装（报错说无法联网），该如何解决呢？期待得到您的回复，非常感谢

983659370

@小鱼请问有人配置成功吗

yellor

鱼哥的镜像没有问题，不过在catkin_make之前需要添加依赖

可以从 readme.ch.md 文件知道需要执行如下基本环境配置，最好都使用sudo，不然执行命令端口会被拒绝：

sudo apt update
sudo apt install python3-pip
sudo pip3 install elirobots transforms3d pytest rosdepc
sudo rosdepc init
sudo rosdepc update

开始安装依赖：

rosdepc install --from-path src --ignore-src -y -r

直接出错
从出错可以看到需要安装的依赖，将所有的中间指令安装包找到，大概是以下几个包缺了，走一遍安装即可

sudo apt-get install -y ros-noetic-pcl-conversions
sudo apt-get install -y ros-noetic-joint-trajectory-controller
sudo apt-get install -y ros-noetic-moveit-visual-tools
sudo apt-get install -y ros-noetic-rviz-visual-tools
sudo apt-get install -y ros-noetic-pcl-ros

安装之后就可以catkin_make了，补贴一个成功的图
47947634-c6a5-41e2-9557-56c2065811fe-图片.png 替代文字

yellor

顺带贴一下chatgpt的说明：

xhost + && sudo docker run -it --rm -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix --device /dev/snd -e DISPLAY=unix$DISPLAY -v pwd:pwd -w pwd fishros2/openrave

这个命令用于在Docker容器中启动一个OpenRAVE环境。让我逐步解释每个部分的含义：

xhost +：该命令允许X服务器接受来自任何主机的连接。这是为了确保Docker容器可以连接到主机的图形界面。

sudo docker run：这是docker命令的一部分，用于运行一个新的容器。

-it：这个选项允许您与容器进行交互，同时保持标准输入输出通道打开。

--rm：这个选项告诉Docker在容器停止后自动删除它，以防止容器文件堆积。

-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix：这个选项将主机的X11 UNIX套接字目录映射到容器的相同目录，以便容器可以连接到主机的X服务器。

--device /dev/snd：这个选项将主机的音频设备映射到容器，使容器能够访问主机的音频。

-e DISPLAY=unix$DISPLAY：这个选项将主机的Display环境变量传递给容器，以便容器可以将GUI显示到主机的屏幕上。

-v pwd:pwd``：这个选项将当前工作目录挂载到容器的相同目录中，以便容器可以访问主机上的文件。

-w pwd``：这个选项将容器的工作目录设置为当前工作目录。

fishros2/openrave：这是Docker镜像的名称，其中包含了OpenRAVE环境。

通过执行这个命令，您将能够在Docker容器中运行OpenRAVE，同时能够在主机上查看和控制OpenRAVE的图形界面。

所以在exit退出镜像之后，容器就没了，之前的工作也没了，所以最好是去掉-rm的命令，方便下次再进来不用再配置

yellor

高兴早了，编译成功但是tm没有install文件夹！！！！

起猛了！！！忘了ros1的source是

source devel/setup.bash

翟志豪

@2756819228 我也是！请问你的怎么解决的啊？

喜

配置成功！
那些catkin_make报错的，把缺少的相对应的包下载就好了

喜

@2756819228 sudo apt-get install ros-noetic-rviz-visual-tools

风里的青春，，～

@小鱼在 Moveit,IkFast运动学插件配置,最详细,没有之一中说：

xhost + && sudo docker run -it --rm -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix --device /dev/snd -e DISPLAY=unix$DISPLAY -v pwd:pwd -w pwd fishros2/openrave

![替代文字](图片地![替代文字]( 2023-12-06 22-01-23 的屏幕截图.png 图片地址)址)找不到docker命令

风里的青春，，～

找不到docker命令是为和呀

风里的青春，，～

@3331616193 我的跑通了，鱼哥牛的，遇到问题可以戳我![替代文字](图片 2023-12-07 17-11-39 的屏幕截图.png 地址)

ᴴⁱᴷ-

@小鱼鱼哥，这个是只能用于elite_robot 这个机械臂吗，还是把机械臂模型dae文件改成其他的也能用

ᴴⁱᴷ-

@2537563106 成功了，步骤1.3里面把工作空间改成自己的机械臂就行了，之后的每一步的机器人名字也改成自己的

O

此回复已被删除！

O

@2537563106 你好，大佬求解出来ur5的IKFAST文件有问题吗？我的IKFAST的cpp文件只有1k多行，和github上的代码差别很大

林斐

https://www.hamzamerzic.info/ikfast_generator/
使用以上的链接好像可以直接生成IKFAST的cpp文件

知乎上面的教程如下:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/670483129

Mrright518

@3331616193 我的也找不到dockerUnable to find image 'fishros2/openrave:latest' locally，
docker-compose --version

Command 'docker-compose' not found, but can be installed with:

sudo snap install docker # version 24.0.5, or
sudo apt install docker-compose # version 1.25.0-1
老哥，咋解决的呢

闲过信陵饮

@小鱼 f37c82ff-f1fc-4ad0-a27a-6f7634dcc340-186eb1635698fae0d76c7afc04ca7ba5.png
想请教下各位大佬，20版本用鱼哥的docker镜像配置ikfast插件，依赖都装了，编译没问题，dae文件也能生成，精度设的小数点后3位，但到生成ikfast代码时候会报错，然后我往前一步执行
openrave-robot.py urdf.dae --info links
查看链接关系也会报错，报错内容似乎是dae没加载进去，但我已经给chmod访问权限了，想了很久不知道啥原因，求大佬指教