新手對於ros control 的一些認識

2021-08-27 04:11:09 字數 1337 閱讀 2366

我認為,對於ros::control的基本作用,就是把應用與實際機械人連線起來,包含一系列控制器介面、傳動裝置介面、硬體介面、控制器工具箱等等。

它的總體框架(如下圖),就是對應不同的控制器,提供不同的介面,但是這樣藉口不同,針對不同的介面寫不同的**實在太過於繁瑣,於是,它又自己建立了乙個硬體抽象層,提高**的復用率。

這裡的硬體抽象層可以理解為乙個接線員,你需要和什麼硬體取得聯絡(比如底盤,機械臂),你就跟他提(申請),他就可以讓你們之間的介面連上。這樣就避免了直接接觸硬體,提高**復用率。

上圖為ros::control 的資料流程圖,大概可以看出每一層的功能

其中controller manager和controller有些已經非常完善了,要寫的也就是robothw那一部分。

hardware_inte***ce: 作為ros_control 元件最重要的一部分,做了以下抽象

將能動的部分(類似於機械人關節)抽象為joint,joint 型別有旋轉,平動,固定等等,詳見urdf,joint有三個屬性,pose,velocity,effort,位置和速度好理解,effort 不同的joint型別有不同的含義,一般是力矩,力(語義比較混亂在各個不同派系的開源**中)。執行器模型抽象為actuator ,與joint不一樣的部分是actuator的屬性值需要一定變換才能對應到joint,可以理解為電機減速,或者機構傳動。

根據不同的控制方式或者不同的感測器暴露出相應的資料介面,一般移動機械人底盤是速度閉環,而機械臂上又是位置閉環,根據這些控制方式的不同分出了不同的控制介面,暴露給上層的controller。

作為機械人的硬體資源與上層的直接介面,可以被執行時產生與刪除,結合機械人本身的通訊元件這樣實際上實現了一種對機械人硬體資源的低層次管理。

而hardware_inte***ce 具體實現方式是儲存對應狀態變數的指標,用字串表示不同的joint與 actuator 資源。robothw 基類是 硬體通訊庫與hardware_inte***ce互動的部分。硬體通訊庫具體的讀寫過程都在read 與 write 兩個虛方法中實現,更新的資料放在robothw類的成員變數中,這些儲存著joint 與actuator 狀態與命令的空間被hardware_inte***ce索引,傳給controller_manager ,通過controller_manager的介面將資料接給controller。所以ros_control內部不存在程序間通訊。

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