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.
• Create ROS node IKIN that calculates inverse kinematics (IK) of the manipulator.
• Create an analytical algorithm for IK without use of KDL.
• Ignore orientation of the end effector. In this task, only position (translation) is relevant.
• The node should use the same ROS parameters as previously implemented node DKIN.
• Commands for IKIN should be read from the node that interpolates trajectory in operational space.
• The calculated joint position should be sent to robot_state_publisher.
  • If IK cannot be solved, the node IKIN does not publish new position and it sends error information to ROS log.
• Compare two positions in RVIZ:
  • The one calculated by the node that interpolates trajectory in operational space.
  • Position calculated by robot_state_publisher.
    
• Send a number of commands to operational space interpolation node and check if they are executed properly.
  • In particular, the node ocmd commands motion of the end effector that follows rectangle and ellipse shape. Each motion should be executed periodically. The trajectory should be visualized as a streak in RVIZ. * Set such physical parameters of the manipulator (e.g. lengths of links) that the desired example motion is possible.
• Each example motion should be executed successfully for any initial configuration of the robot.
  • You can set the initial position using the method from the previous laboratory (i.e. interpolation in joint space).
  • 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.