实际的机械臂控制（9）Moveit单独控制机械臂末端在XYZ三个轴的平移和旋转(基于python)

2023-11-16

0. 序言

在moveit中，控制机械臂的末端执行器运动的API有两个，分别是：

shift_pose_target
set_pose_target

第一个API：shift_pose_target

其实这个函数在旋转角度这块并不会得到让大家满意的结果，因为控制末端执行器的角度往往会让机械臂六个关节都作出很大的调整来，因此这个过程往往不是大家想象的那种末端执行器只简单的旋转一下，而是整个机械臂都在动。

group_name.shift_pose_target(DOF_Index, DOF_moveit_value, end_link_name)

一个个分析
group_name时你的规划组的名字。就比如，我用的规划组的名字是 arm
那么我调用这个API时就是：


arm.shift_pose_target(1, -0.05, end_link_name)

下面来主要分析shift_pose_target这个API

第一个参数：DOF_Index

DOF_Index={0,1,2,3,4,5}分别表示沿着世界坐标系的xyz三个轴方向的平移与绕着世界坐标系的zyx三个轴旋转
需要注意的是，六个自由度，是分方向的，比如在X轴上的运动，平移应该是可以左右平移的，旋转应该是也可以左右旋转的。
因此，可以参考第二个参数。

第二个参数：DOF_moveit_value

第二个参数用于控制在这六个自由度上面的移动或旋转的量，单位为m或者弧度。
这个分量是有正负号的，还是以X轴为例，就拿平移来说，当DOF_moveit_value = 0.01时，控制机械臂向x轴正方向平移1cm（记住单位是m）。当DOF_moveit_value = -0.01时，控制机械臂向x轴正负向平移1cm。
目前，只知道移动，可能也知道是末端执行其，但是如何指定呢？
这就涉及到第三个参数了

第三个参数：end_link_name

首先，我们获取我们想控制的link的名称，一般来讲，我们都是控制末端执行器的运动，因此可以直接调用下面这个函数

end_effector_link = arm.get_end_effector_link()

其中，end_link_name = end_effector_link

第四点需要注意的

需要注意的是，在这里移动的方向都是以机械臂的当前点为基础，以base_link为参考。也就是以一般是用机械臂基坐标系或者世界坐标系为参考。所以想要实现的效果一般可以满足大多数人的要求。

第二个API：set_pose_target

arm.set_pose_target(target_pose, end_effector_link)

这个set_pose_target是以一种打包的方式直接运行的，也就是说它输入的是一个完整的位姿：目标点的坐标xyx以及要求的姿态。
需要指出的是，set_pose_target也是可以控制末端执行器在xyz三个轴上的平移运动，但是无法控制旋转运动。
与上面的shift_pose_target不一样，shift_pose_target主要做的是单个自由度的移动。

具体看一下这个set_pose_target（）的参数，前面的arm就不介绍了，是规划组的名字
后面的end_effector_link也不多说了，是要移动的关节的名字。

看看这个target_pose

		target_pose = PoseStamped()
        target_pose.header.frame_id = reference_frame
        target_pose.header.stamp = rospy.Time.now()     
        target_pose.pose.position.x = 0.2593
        target_pose.pose.position.y = 0.0636
        target_pose.pose.position.z = 0.1787
        target_pose.pose.orientation.x = 0.70692
        target_pose.pose.orientation.y = 0.0
        target_pose.pose.orientation.z = 0.0
        target_pose.pose.orientation.w = 0.70729

在上面的好多代码中，四元素修（pose.orientation.）改的意义不大，一般不会得到你想要的。
可以修改的是pose.position
比如我们可以单独修改x轴的运动：
object_position_info = pose.position
target_pose.pose.position.x = object_position_info.x+0.02
然后在使用arm.go()控制移动,也可以用move()函数

末端执行器运动的两种移动方式：直线和弧线

通过对关节空间下的机器人6个轴进行控制，每个轴的变化都是通过插补进行完成运动，六个轴互相不会关心其他轴是如何运动的，机器人轴端在两个点之间走出的轨迹是任意的曲线。
但是对于一些任务，要求机械臂终端轨迹的形状是直线或者圆弧等，即对轨迹的形状是有要求的，这个时候就要使用笛卡尔孔规划，增加笛卡尔路径约束。

两个控制移动的API：arm.go()和arm.move()</font

arm.go()是python环境下提供的驱动机械臂运动的API，arm.go()是一个阻塞函数，相当于是在rviz下面先点击plan再点击execute。

arm.move()是C++环境下提供的驱动机械臂运动的API。

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机械手在医学领域的引用

python