Lab 5: Inverse kinematics¶

Scope:¶

This laboratory consist of two parts:

• A short introduction.
• Writing your own ROS package.

The task:¶

• Develop the system from the previous laboratory by either copying the package or modyfying it.
• Tworzymy węzeł IKIN rozwiązujący kinematykę odwrotną manipulatora, na którym dotychczas pracowaliśmy,
• Tworzymy algorytm analityczny bez użycia numerycznych algorytmów KDL.
• Przy wyznaczaniu położenia stawów nie trzeba uwzględniać orientacji końcówki. Interesuje nas tylko osiąganie zadanego położenia (translacji).
• Węzeł IKIN powinien korzystać z parametrów zdefiniowanych w rosparam w tym samym miejscu co dla tworzonego wcześniej węzła DKIN
• Rozkazy dla węzła IKIN mają pochodzić z węzła interpolacji trajektorii w przestrzeni operacyjnej,
• Wyznaczone położenie stawów przesyłamy do robot_state_publisher,
  • Jeżeli wyznaczenie położenia nie jest możliwe, węzeł IKIN nie publikuje nowej pozycji zadanej oraz sygnalizuje błąd w ROS log
• Porównujemy w RVIZ, dwie pozycje:
  • Wyznaczoną przez węzeł interpolacji trajektorii w przestrzeni operacyjnej,
  • Pochodzącą z robot_state_publisher.
    
• Wysyłamy szereg rozkazów dla węzła interpolacji trajektorii w przestrzeni operacyjnej sprawdzając poprawność wykonania zadania,
  • W szczególności zadajemy z węzła ocmd ruch końcówki po prostokącie i elipsie. Ruch ma wykonywać się cyklicznie. Trajektoria ma pozostawiać ślad w postaci smugi. * Należy tak dobrać długości członów i postać narzędzia, żeby ruch był wykonalny dla pewnych przykładowych trajektorii.
• Ruch powinien wykonywać się poprawnie niezależnie od tego jaka będzie początkowa konfiguracja robota (położenie stawów).
  • Początkową konfigurację można zadawać korzystając ze struktury systemu z poprzedniego zadania (interpolacji w przestrzeni złącz).
  • Uwaga na wybór właściwego rozwiązania zadania odwrotnej kinematyki podczas interpolacji w przestrzeni operacyjnej, tak żeby nie wykonywać gwałtownych zmian położeń złącz.
    • Nie należy wprowadzać sztucznych ograniczeń zakresu ruchu w przestrzeni konfiguracyjnej, tak aby nie było konieczności wyboru jednego z kilku rozwiązań kinematyki odwrotnej.
• W wersji rozszerzonej:
  • należy uwzględnić ograniczenia kinematyki odwrotnej co do przestrzeni roboczej manipulatora.
    • W szczególności jeżeli wyznaczenie położenia nie jest możliwe, węzeł liczący kinematykę odwrotną nie powinien publikować nowych pozycji zadanych oraz ma sygnalizować błąd w ROS log
• W ramach repozytorium na serwerze GitHub z własnym pakietem dodajemy wiki z opisem plików źródłowych, instrukcją jak uruchomić system opisany w pliku roslaunch oraz przebiegiem testów.
  • Uczulam na właściwe udokumentowanie struktury systemu z oznaczeniem, gdzie są tematy, a gdzie zdalne wywoływanie procedur.
  • Przebiegi zmiennych z rqt_plot powinny potwierdzić zgodność pozycji końcówki robota z poszczególnych potoków przetwarzania pozycji zadanej przez interpolator (z użyciem odwrotnej kinematyki i bez).
• Use separate roslaunch files for:
  • roscore and RVIZ (it should be running until URDF file is modified).
  • The rest of the system.
• Test the system and show it to the tutor.