高速動作捕捉控制器到遙控機器人——利用Exoskeleton在ROS中快速控制UR5雙臂

myController S570具有較高的數(shù)據(jù)采集速度和遠程控制能力，大大簡化了仿人機器人的編程。

myController S570是一個可移動的輕量級外骨骼，有14個關節(jié)，2個操縱桿和2個按鈕，它具有高數(shù)據(jù)采集速度，出色的兼容性，與各種廣泛使用的協(xié)作機器人無縫集成，并支持多種開發(fā)環(huán)境。它非常適合無人任務的遠程操作和數(shù)據(jù)采集，使其成為工業(yè)自動化，工作站任務和人形機器人控制的理想工具。

本文采用UR5雙臂進行快速直觀的遙控。

背景

對人形機器人的興趣日益增加，推動了雙臂協(xié)作機器人的發(fā)展需求。由于雙臂機器人在執(zhí)行任務時需要同時控制12個以上的自由度，因此在實際應用中需要算法的支持。

Universal Robots (UR)占有很大的市場份額，許多工作站使用UR5和UR10進行雙臂設置。通過使用myController S570，我們可以在沒有任何算法支持的情況下輕松構(gòu)建遠程操作項目。

通過佩戴myController S570，用戶可以控制機器人執(zhí)行符合人類操作習慣的任務，大大簡化了機器人的動作教學和數(shù)據(jù)采集。這種方法為測量、救援和各種無人操作等應用提供了實質(zhì)性的優(yōu)勢。

myController S570參考信息

myController S570是與各種機器人高度兼容的數(shù)據(jù)采集設備。它可以實時傳輸14個關節(jié)、2個操縱桿和2個按鈕的數(shù)據(jù)，通過PC實現(xiàn)對真實機器人的控制。它涵蓋了數(shù)據(jù)收集、遠程操作和端到端應用程序開發(fā)等場景。

數(shù)據(jù)采集速度高：數(shù)據(jù)采集速度高達100Hz，確保可靠的端到端AI數(shù)據(jù)采集和動作捕捉。

兼容性強：可以輕松與各種結(jié)構(gòu)的機器人集成，甚至可以與夾持器、輪式機器人等控制配件集成。

機器人遠程操作的優(yōu)勢：通過標準Python庫和ROS支持，它提供藍牙和Wi-Fi連接，使初學者可以訪問機器人遠程控制。

構(gòu)建項目的步驟

利用Exoskeleton在ROS中快速控制UR5雙臂

這個例子是在Ubuntu 20.04 + ROS Noetic + Miniconda上構(gòu)建的，使用Python 3.8虛擬環(huán)境。

為避免出現(xiàn)未解決的錯誤，請按照指定的要求進行項目設置。

1. 創(chuàng)建一個ROS Python 3.8虛擬環(huán)境

請先安裝Miniconda并激活基本環(huán)境。

2. 構(gòu)建ROS工作區(qū)，然后克隆第三方項目和主項目

3. Catkin_make和Open Rviz

您將在rviz中看到myController S570外骨骼模型。

4. 連接我的控制器S570到PC。

請按照禮品簿的指示操作。

5. 檢查串行名稱和測試數(shù)據(jù)傳輸

關閉Gedit，創(chuàng)建一個新終端來運行腳本。

你會看到外骨骼模型在Rviz與真實的移動。

6. 在Rviz中控制UR5雙臂

在這部分步驟中，我們需要修改為機器人啟動Rviz的啟動文件，調(diào)整節(jié)點名稱、消息類型等，使機器人模型的聯(lián)合變換信息與myController S570發(fā)布的消息匹配。

6.1創(chuàng)建新的啟動文件

6.2修改python腳本，確保已發(fā)布的節(jié)點名稱一致

6.3新開2個終端測試雙臂機器人控制

打開一個終端啟動rviz。

打開另一個終端運行test.py啟動外骨骼并測試運動控制。

二次發(fā)展展望

要將這個演示連接到真正的機器人上進行測試，您應該參考雙臂機器人項目的另一位作者的wiki。

如果使用其他機器人進行仿真任務，可參考本項目中myController S570安裝和啟動文件修改的相關步驟。在開發(fā)過程中，應考慮以下幾點：

?冗余自由度處理。

?根據(jù)DH模型調(diào)整外骨骼控制器與機器人之間的關節(jié)角度映射。

總結(jié)

可穿戴外骨骼在高兼容性和人體動作捕捉方面具有優(yōu)勢。它能夠從關節(jié)J1到J14進行高速數(shù)據(jù)采集，并在電子屏幕上顯示實時傳感器反饋，為無人任務的發(fā)展做出重大貢獻。

代碼

本文編譯自hackster.io