Difference between revisions of "Modelo para simulación brazo MYRAbot (urdf+gazebo)"

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(→‎URDF estructura MYRAbot)
 
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[[Mobile manipulation | < volver a principal]]
 
[[Mobile manipulation | < volver a principal]]
  
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==Creación del modelo URDF==
 
  
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El formato empleado para el modelo del brazo está denominado por el acrónimo inglés [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] (Unified Robot Description Format), que emplea el lenguaje [http://es.wikipedia.org/wiki/Extensible_Markup_Language xml]. Consiste en un árbol de elementos geométricos (''links'') conectados entre sí mediante uniones (''joints'') que determinan el parentesco entre ellos. Estas uniones pueden ser fijas o móviles, las móviles pueden ser a su vez rotacionales o lineales.
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Comenzaremos [[Fernando-TFM-ROS02#Creando un package|creando el package]] "brazo_fer_modelo" que va a contener el modelo de nuestro brazo, con las siguientes pependencias: urdf [[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)|brazo_fer]] std_msgs sensor_msgs tf roscpp
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[[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)]]<br/>
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[[Detección y cálculo de posición de objetos (cámara web)]]<br/>
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[[Modelo para simulación MYRAbot (urdf+gazebo)]]<br/>
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[[Integración de MYRAbot en moveIt! (gazebo+moveIt!)]]<br/>
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[[Órdenes y confirmación mediante voz (sphinx+festival)]]<br/>
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[[Teleoperación de MYRAbot con controlador inalámbrico xbox360 (controlador xbox360+joy)]]
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[[Control brazo y base CeRVaNTeS (maxon+epos2)]]<br/>
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[[Modelo para simulación brazo CeRVaNTeS (urdf+gazebo)]]<br/>
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[[Modelo para simulación CeRVaNTeS (urdf+gazebo)]]<br/>
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[[Integración de CeRVaNTeS en moveIt! (gazebo+moveIt!)]]<br/>
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[[Teleoperación de CeRVaNTeS con controlador inalámbrico xbox360 (controlador xbox360+joy)]]
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[[Fernando-TFM-ROS02|Programas de control para el robot Turtlebot sobre ROS ]]
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=Creación del modelo URDF=
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El formato empleado para el modelo del brazo está denominado por el acrónimo inglés [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] (Unified Robot Description Format), que emplea el lenguaje [http://es.wikipedia.org/wiki/Extensible_Markup_Language xml]. Consiste en un árbol de elementos geométricos (''links'') conectados entre sí mediante uniones (''joints'') que determinan el parentesco entre ellos. Estas uniones pueden ser fijas o móviles, las móviles pueden ser a su vez rotacionales, lineales o flotantes.
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Comenzaremos [[Fernando-TFM-ROS02#Creando un package|creando el package]] "brazo_fer_modelo" que va a contener el modelo de nuestro brazo, con las siguientes dependencias: urdf [[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)|brazo_fer]] std_msgs sensor_msgs tf roscpp
  
 
El modelo planteado para nuestro brazo se compone de tres archivos, uno que contiene los ''macros'' que vamos a utilizar en el archivo principal del modelo y un archivo en el que marcamos el ''link'' al que está unido el modelo. El contenido del arcivo principal del modelo es el siguiente, que guardaremos en el directorio "urdf" del ''package'' creado en un archivo llamado "brazo.xacro":
 
El modelo planteado para nuestro brazo se compone de tres archivos, uno que contiene los ''macros'' que vamos a utilizar en el archivo principal del modelo y un archivo en el que marcamos el ''link'' al que está unido el modelo. El contenido del arcivo principal del modelo es el siguiente, que guardaremos en el directorio "urdf" del ''package'' creado en un archivo llamado "brazo.xacro":
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     </inertial>             
 
     </inertial>             
 
   </link>
 
   </link>
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="base_brazo_link" material="Black" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="hombro_link" material="Black" />
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link" material="Black" /> 
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link" material="Black" />
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link" material="Black" />
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_B" material="White" /> 
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_SI" material="White" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_SD" material="White" />   
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_B" material="White" /> 
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_SI" material="White" /> 
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_SD" material="White" /> 
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_B" material="White" /> 
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_SI" material="White" /> 
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_SD" material="White" /> 
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_P" material="White" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_PS" material="White" />   
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link" material="White" /> 
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_B" material="White" /> 
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_SI" material="White" /> 
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_SD" material="White" />
 
−
 
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_joint nombre="base" />
 
−
 
 
−
<gazebo_propiedades_joint nombre="arti1" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_joint nombre="arti2" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_joint nombre="arti3" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades_joint nombre="pinza" />
 
  
 
</macro>
 
</macro>
Line 619: Line 599:
 
   </link>
 
   </link>
 
</macro>
 
</macro>
−
 
−
<macro name="gazebo_propiedades_link" params="nombre material">
 
−
  <gazebo reference="${nombre}">
 
−
<mu1>0.5</mu1>
 
−
<mu2>0.5</mu2>
 
−
<material>Gazebo/${material}</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff>
 
−
  </gazebo>
 
−
</macro>
 
−
 
−
<macro name="gazebo_propiedades_joint" params="nombre">
 
−
<gazebo reference="${nombre}">
 
−
    <erp>0.1</erp>
 
−
    <stopKd value="1000000.0" />
 
−
    <stopKp value="10000000.0" />
 
−
    <fudgeFactor value="0.5" />
 
−
</gazebo>
 
−
</macro>
 
−
 
−
<gazebo> 
 
−
    <controller:gazebo_ros_controller_manager name="gazebo_ros_controller_manager" plugin="libgazebo_ros_controller_manager.so">
 
−
          <alwaysOn>true</alwaysOn>
 
−
          <updateRate>1000.0</updateRate>
 
−
    </controller:gazebo_ros_controller_manager>
 
−
</gazebo>
 
−
 
−
<transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="base_trans">
 
−
    <actuator name="base_motor" />
 
−
    <joint name="base" />
 
−
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
 
−
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 
−
</transmission>
 
−
 
−
<transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="arti1_trans">
 
−
    <actuator name="arti1_motor" />
 
−
    <joint name="arti1" />
 
−
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
 
−
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 
−
</transmission>             
 
−
 
−
<transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="arti2_trans">
 
−
    <actuator name="arti2_motor" />
 
−
    <joint name="arti2" />
 
−
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
 
−
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 
−
</transmission>
 
−
 
−
<transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="arti3_trans">
 
−
    <actuator name="arti3_motor" />
 
−
    <joint name="arti3" />
 
−
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
 
−
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 
−
</transmission>
 
−
 
−
<transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="pinza_trans">
 
−
    <actuator name="pinza_motor" />
 
−
    <joint name="pinza" />
 
−
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
 
−
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 
−
</transmission>
 
  
 
</robot>
 
</robot>
Line 717: Line 636:
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
===Análisis del modelo===
+
==Análisis del modelo==
  
 
Como estamos empleando [http://wiki.ros.org/xacro xacro] para simplificar y hacer más editable el código necesitamos hacer la conversión a [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] para obtener el archivo procesado, ejecutando en un terminal la siguiente secuencia de comandos:
 
Como estamos empleando [http://wiki.ros.org/xacro xacro] para simplificar y hacer más editable el código necesitamos hacer la conversión a [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] para obtener el archivo procesado, ejecutando en un terminal la siguiente secuencia de comandos:
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[[file:modelo_brazo_MYRAbot_arbol_relaciones.jpg|thumb|500px|center|Árbol de relaciones modelo URBF para el brazo del MYRAbot]]
 
[[file:modelo_brazo_MYRAbot_arbol_relaciones.jpg|thumb|500px|center|Árbol de relaciones modelo URBF para el brazo del MYRAbot]]
  
−
==Prueba visual del modelo==
+
=Prueba visual del modelo=
  
 
Para poder visualizar el modelo y comprobar el correcto funcionamiento de las uniones ''joints'' vamos a crear un ''launcher'' para cargarlo en el [http://wiki.ros.org/robot_state_publisher robot_state_publisher] y ejecutar el [http://wiki.ros.org/joint_state_publisher joint_state_publisher] con el interfaz de publicación del estado de las uniones móviles, y el [http://wiki.ros.org/rviz rviz] para la visualización. Crearemos el archivo "brazo_rviz.launch" en el directorio "launch" del ''package'' que hemos creado, con el siguiente contenido:
 
Para poder visualizar el modelo y comprobar el correcto funcionamiento de las uniones ''joints'' vamos a crear un ''launcher'' para cargarlo en el [http://wiki.ros.org/robot_state_publisher robot_state_publisher] y ejecutar el [http://wiki.ros.org/joint_state_publisher joint_state_publisher] con el interfaz de publicación del estado de las uniones móviles, y el [http://wiki.ros.org/rviz rviz] para la visualización. Crearemos el archivo "brazo_rviz.launch" en el directorio "launch" del ''package'' que hemos creado, con el siguiente contenido:
Line 793: Line 712:
 
Si todo va bien, se ejecutará [http://wiki.ros.org/rviz rviz] y el interfaz del [http://wiki.ros.org/joint_state_publisher joint_state_publisher], sobre el cual al modificar los controles deslizables observaremos como se modifica la posición de las uniones móviles en el modelo 3D cargado en [http://wiki.ros.org/rviz rviz]. Para que se muestre correctamente nuestro modelo en [http://wiki.ros.org/rviz rviz] debemos seleccionar el elemento ''link'' que se va ha tomar como elemento fijo "fixed frame", en nuestro caso en "Global Options" el "Fixed Frame" será el ''link'' "/world". El resultado es el que se muestra a continuación:
 
Si todo va bien, se ejecutará [http://wiki.ros.org/rviz rviz] y el interfaz del [http://wiki.ros.org/joint_state_publisher joint_state_publisher], sobre el cual al modificar los controles deslizables observaremos como se modifica la posición de las uniones móviles en el modelo 3D cargado en [http://wiki.ros.org/rviz rviz]. Para que se muestre correctamente nuestro modelo en [http://wiki.ros.org/rviz rviz] debemos seleccionar el elemento ''link'' que se va ha tomar como elemento fijo "fixed frame", en nuestro caso en "Global Options" el "Fixed Frame" será el ''link'' "/world". El resultado es el que se muestra a continuación:
  
−
[[file:modelo_brazo_MYRAbot_rviz.png|thumb|500px|center|Modelo cargado en rviz e interfaz [http://wiki.ros.org/joint_state_publisher joint_state_publisher]]]
+
[[file:modelo_brazo_MYRAbot_rviz.png|thumb|500px|center|Modelo cargado en [http://wiki.ros.org/rviz rviz] e interfaz [http://wiki.ros.org/joint_state_publisher joint_state_publisher]]]
  
−
==Control de uniones para simulación==
+
=Control de uniones para simulación=
  
 
Una vez creado el modelo [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] y probada la correcta representación y funcionamiento de las uniones móviles, debemos añadir una serie de controladores a cada unión para poder simular en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo] los servomotores [http://support.robotis.com/en/product/dynamixel/ax_series/dxl_ax_actuator.htm Dynamixel AX-12A].
 
Una vez creado el modelo [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] y probada la correcta representación y funcionamiento de las uniones móviles, debemos añadir una serie de controladores a cada unión para poder simular en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo] los servomotores [http://support.robotis.com/en/product/dynamixel/ax_series/dxl_ax_actuator.htm Dynamixel AX-12A].
  
−
===Pasos previos===
+
==Pasos previos==
  
 
Debemos comenzar añadiendo los ''packages'' donde se encuentran los controladores que vamos a emplear. Se trata de los controladores del [http://wiki.ros.org/Robots/PR2 PR2] por lo que necesitamos instalar los ''stacks'' [http://wiki.ros.org/pr2_simulator?distro=electric pr2_simulator], [http://wiki.ros.org/pr2_mechanism pr2_mechanism] y [http://wiki.ros.org/pr2_controllers pr2_controllers]. Para ello tenemos que ejecutar la siguiente secuencia de comandos en un terminal:
 
Debemos comenzar añadiendo los ''packages'' donde se encuentran los controladores que vamos a emplear. Se trata de los controladores del [http://wiki.ros.org/Robots/PR2 PR2] por lo que necesitamos instalar los ''stacks'' [http://wiki.ros.org/pr2_simulator?distro=electric pr2_simulator], [http://wiki.ros.org/pr2_mechanism pr2_mechanism] y [http://wiki.ros.org/pr2_controllers pr2_controllers]. Para ello tenemos que ejecutar la siguiente secuencia de comandos en un terminal:
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</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
===Añadir controladores a uniones móviles===
+
==Añadir controladores a uniones móviles==
  
−
====Modificación del URDF====
+
===Modificación del URDF===
  
−
En el [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] hemos definido la geometría y propiedades físicas de los elementos (''link''), así como las uniones (''joint'') entre estos y sus características. Para poder visualizar el color que le hemos dado a cada elemento en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo] debemos asignar a cada elemento un material [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo]. También necesitamos establecer los coeficientes de rozamiento de cada elemento, establecer si pueden colisionar los elementos entre sí y la acción de la fuerza de gravedad. A continuación se muestra la descripción para cada elemento en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo], que añadiremos al final de nuestro [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] antes de la etiqueta "</robot>":
+
En el [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] hemos definido la geometría y propiedades físicas de los elementos (''link''), así como las uniones (''joint'') entre estos y sus características. Para poder visualizar el color que le hemos dado a cada elemento en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo] debemos asignar a cada elemento un material [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo]. También necesitamos establecer los coeficientes de rozamiento de cada elemento, establecer si pueden colisionar los elementos entre sí y la acción de la fuerza de gravedad. A continuación se muestra la descripción para cada elemento en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo], que añadiremos al final de los ficheros de nuestro [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] antes de la etiqueta "</robot>", en el archivo "brazo-macros.xacro", y "</macro>", el el archivo "brazo.xacro":
 +
 
 +
* En el archivo brazo-macros.xacro:
  
 
<syntaxhighlight lang="xml">
 
<syntaxhighlight lang="xml">
  
−
<xacro:macro name="default_mu">
+
<macro name="gazebo_propiedades_link" params="nombre material">
 +
  <gazebo reference="${nombre}">
 
<mu1>0.5</mu1>
 
<mu1>0.5</mu1>
 
<mu2>0.5</mu2>
 
<mu2>0.5</mu2>
−
</xacro:macro>
+
<material>Gazebo/${material}</material>
−
 
 
−
<gazebo reference="base_link">
 
−
    <material>Gazebo/Black</material>
 
−
<xacro:default_mu />
 
 
     <selfCollide>true</selfCollide>
 
     <selfCollide>true</selfCollide>
−
     <turnGravityOff>false</turnGravityOff>
+
     <turnGravityOff>false</turnGravityOff>  
 
   </gazebo>
 
   </gazebo>
 +
</macro>
 +
 +
</syntaxhighlight>
 +
 +
* En el archivo brazo.xacro:
 +
 +
<syntaxhighlight lang="xml">
 +
 +
<gazebo_propiedades_link nombre="base_brazo_link" material="Black" />
 +
 +
<gazebo_propiedades_link nombre="hombro_link" material="Black" />
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="hombro_link">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link" material="Black" />   
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/Black</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff>   
 
−
  </gazebo>
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="brazo_link">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link" material="Black" />
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/Black</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="antebrazo_link">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link" material="Black" />
−
<xacro:default_mu />
 
−
    <material>Gazebo/Black</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>  
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="muneca_link">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_B" material="White" />   
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/Black</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
   </gazebo>   
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="brazo_link_B">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_SI" material="White" />  
−
<xacro:default_mu /> 
+
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
+
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_SD" material="White" />    
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
+
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff>
+
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_B" material="White" />   
−
   </gazebo>
+
 
−
 
+
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_SI" material="White" />  
−
  <gazebo reference="brazo_link_SI">
+
 
−
<xacro:default_mu /> 
+
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_SD" material="White" />   
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff>
 
−
   </gazebo>
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="brazo_link_SD">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_B" material="White" />   
−
<xacro:default_mu />
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>
 
−
 
 
−
  <gazebo reference="antebrazo_link_B">
 
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
   </gazebo>
 
  
−
  <gazebo reference="antebrazo_link_SI">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_SI" material="White" />   
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
   </gazebo>
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="antebrazo_link_SD">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_SD" material="White" />   
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>
 
−
 
 
−
  <gazebo reference="muneca_link_B">
 
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>
 
−
 
 
−
  <gazebo reference="muneca_link_SI">
 
−
<xacro:default_mu />  
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
   </gazebo>
 
  
−
  <gazebo reference="muneca_link_SD">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_P" material="White" />  
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>
 
−
 
 
−
  <gazebo reference="muneca_link_P">
 
−
<xacro:default_mu />
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>
 
  
−
  <gazebo reference="muneca_link_PS">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_PS" material="White" />     
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
     <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>   
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="pinza_link">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link" material="White" />  
−
<xacro:default_mu />  
+
   
−
    <material>Gazebo/White</material>
+
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_B" material="White" />   
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
   </gazebo>
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="pinza_link_B">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_SI" material="White" />   
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
   </gazebo>
 
 
    
 
    
−
  <gazebo reference="pinza_link_SI">
+
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_SD" material="White" />  
−
<xacro:default_mu />
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>
 
−
 
 
−
  <gazebo reference="pinza_link_SD">
 
−
<xacro:default_mu /> 
 
−
    <material>Gazebo/White</material>
 
−
    <selfCollide>true</selfCollide>
 
−
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
 
−
  </gazebo>
 
  
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
Ahora nos queda añadir las características de las uniones móviles, el ''plugin'' del controlador que vamos a emplear para el control de estas y el modelado del mecanismo de transmisión. A continuación se muestra el código que debemos añadir al final de nuestro fichero [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] antes de la etiqueta "</robot>":
+
Ahora nos queda añadir las características de las uniones móviles, el ''plugin'' del controlador que vamos a emplear para el control de estas y el modelado del mecanismo de transmisión. A continuación se muestra el código que debemos añadir al final de los ficheros de nuestro [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] antes de la etiqueta "</robot>", en el archivo "brazo-macros.xacro", y "</macro>", el el archivo "brazo.xacro":
 +
 
 +
* En el archivo brazo-macros.xacro:
  
−
<syntaxhighlight>
+
<syntaxhighlight lang="xml">
  
−
  <gazebo reference="base">
+
<macro name="gazebo_propiedades_joint" params="nombre">
 +
  <gazebo reference="${nombre}">
 
     <erp>0.1</erp>
 
     <erp>0.1</erp>
−
     <stopKd value="100000.0" />
+
     <stopKd value="1000000.0" />
−
     <stopKp value="100000.0" />
+
     <stopKp value="10000000.0" />
 
     <fudgeFactor value="0.5" />
 
     <fudgeFactor value="0.5" />
 
  </gazebo>
 
  </gazebo>
−
+
</macro>  
−
<gazebo reference="arti1">
+
 
−
    <erp>0.1</erp>
 
−
    <stopKd value="100000.0" />
 
−
    <stopKp value="100000.0" />
 
−
    <fudgeFactor value="0.5" />
 
−
</gazebo> 
 
−
 
−
<gazebo reference="arti2">
 
−
    <erp>0.1</erp>
 
−
    <stopKd value="100000.0" />
 
−
    <stopKp value="100000.0" />
 
−
    <fudgeFactor value="0.5" />
 
−
</gazebo> 
 
−
 
−
<gazebo reference="arti3">
 
−
    <erp>0.1</erp>
 
−
    <stopKd value="100000.0" />
 
−
    <stopKp value="100000.0" />
 
−
    <fudgeFactor value="0.5" />
 
−
</gazebo>
 
−
 
−
<gazebo reference="pinza">
 
−
    <erp>0.1</erp>
 
−
    <stopKd value="100000.0" />
 
−
    <stopKp value="100000.0" />
 
−
    <fudgeFactor value="0.5" />
 
−
</gazebo>     
 
−
   
 
−
 
 
<gazebo>   
 
<gazebo>   
 
     <controller:gazebo_ros_controller_manager name="gazebo_ros_controller_manager" plugin="libgazebo_ros_controller_manager.so">
 
     <controller:gazebo_ros_controller_manager name="gazebo_ros_controller_manager" plugin="libgazebo_ros_controller_manager.so">
 
           <alwaysOn>true</alwaysOn>
 
           <alwaysOn>true</alwaysOn>
 
           <updateRate>1000.0</updateRate>
 
           <updateRate>1000.0</updateRate>
 +
          <robotNamespace>brazo</robotNamespace>
 
     </controller:gazebo_ros_controller_manager>
 
     </controller:gazebo_ros_controller_manager>
 
</gazebo>
 
</gazebo>
−
 
  
 
  <transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="base_trans">
 
  <transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="base_trans">
Line 1,048: Line 855:
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
====Creación del fichero de configuración====
+
* En el archivo brazo.xacro:
 +
 
 +
<syntaxhighlight lang="xml">
 +
 
 +
<gazebo_propiedades_joint nombre="base" />
 +
 
 +
<gazebo_propiedades_joint nombre="arti1" />
 +
 
 +
<gazebo_propiedades_joint nombre="arti2" />
 +
 
 +
<gazebo_propiedades_joint nombre="arti3" />
 +
 +
<gazebo_propiedades_joint nombre="pinza" />
 +
 
 +
</syntaxhighlight>
 +
 
 +
===Creación del fichero de configuración===
  
 
Los [http://wiki.ros.org/robot_mechanism_controllers?distro=electric controladores] que vamos a emplear para cada unión móvil son uno de posición y otro de velocidad. Cada controlador esta modelado por un regulador [http://es.wikipedia.org/wiki/Proporcional_integral_derivativo PID]. Debemos crear un archivo dentro de nuestro ''package'' llamado "controllers.yaml", con la configuración de los controladores de cada unión móvil, cuyo contenido será el siguiente:
 
Los [http://wiki.ros.org/robot_mechanism_controllers?distro=electric controladores] que vamos a emplear para cada unión móvil son uno de posición y otro de velocidad. Cada controlador esta modelado por un regulador [http://es.wikipedia.org/wiki/Proporcional_integral_derivativo PID]. Debemos crear un archivo dentro de nuestro ''package'' llamado "controllers.yaml", con la configuración de los controladores de cada unión móvil, cuyo contenido será el siguiente:
Line 1,141: Line 964:
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
===Carga del modelo en gazebo===
+
==Carga del modelo en gazebo==
  
 
Para poder mostrar el modelo en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo] vamos a crear un launcher que cargue el modelo un mundo vacío y los controladores de las uniones móviles. Crearemos el archivo "brazo_gazebo.launch" en el directorio "launch" de nuestro ''package'', con el siguiente contenido:
 
Para poder mostrar el modelo en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo] vamos a crear un launcher que cargue el modelo un mundo vacío y los controladores de las uniones móviles. Crearemos el archivo "brazo_gazebo.launch" en el directorio "launch" de nuestro ''package'', con el siguiente contenido:
Line 1,149: Line 972:
 
<launch>
 
<launch>
  
−
   <include file="$(find gazebo_worlds)/launch/empty_world.launch"/>
+
   <param name="/use_sim_time" value="true" />
  
−
   <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro.py '$(find brazo_fer_modelo)/brazo.urdf.xacro'" />
+
   <node name="gazebo" pkg="gazebo" type="gazebo" args="-u $(find turtlebot_gazebo)/worlds/empty.world" respawn="false" output="screen"/>
 +
  <node name="gazebo_gui" pkg="gazebo" type="gui" />
  
−
   <node name="spawn_brazo" pkg="gazebo" type="spawn_model" args="-urdf -param robot_description -model MYRAbot_arm" respawn="false" output="screen" />
+
<group ns="brazo">
−
+
 
−
   <rosparam file="$(find brazo_fer_modelo)/controllers.yaml" command="load"/>
+
  <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro.py '$(find myrabot_arm_model)/urdf/brazo.urdf.xacro'" />
 +
 
 +
   <node name="spawn_brazo" pkg="gazebo" type="spawn_model" args="-urdf -param robot_description -model brazo" respawn="false" output="screen" />
 +
 
 +
   <rosparam file="$(find myrabot_arm_model)/controller.yaml" command="load"/>
  
−
   <node name="spawn_controller" pkg="pr2_controller_manager" type="spawner" args="base_pos_controller arti1_pos_controller arti2_pos_controller arti3_pos_controller pinza_pos_controller base_vel_controller arti1_vel_controller arti2_vel_controller arti3_vel_controller pinza_vel_controller" respawn="false" output="screen" />
+
   <node name="spawn_controller_brazo" pkg="pr2_controller_manager" type="spawner" args="base_pos_controller arti1_pos_controller arti2_pos_controller arti3_pos_controller pinza_pos_controller base_vel_controller arti1_vel_controller arti2_vel_controller arti3_vel_controller pinza_vel_controller" respawn="false" output="screen" />
 +
 
 +
</group>
 
   
 
   
 
</launch>
 
</launch>
Line 1,163: Line 993:
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
Si todo va bien podremos ver en la ventana gŕfica de [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo] el modelo del brazo en posición vertical situado en el punto xyz = (0 0 0) de un mundo vacío, tal como se muestra en la siguiente imagen:  
+
Para lanzar el ''launcher'' ejecutaremos el siguiente comando en un terminal:
 +
 
 +
<syntaxhighlight>roslaunch brazo_fer_modelo brazo.gazebo.launch</syntaxhighlight>
 +
 
 +
Si todo va bien podremos ver en la ventana gráfica de [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo] el modelo del brazo en posición vertical situado en el punto xyz = (0 0 0) de un mundo vacío, tal como se muestra en la siguiente imagen:  
  
 
[[file:modelo_brazo_MYRAbot_gazebo.png|thumb|500px|center|Modelo brazo MYRAbot en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo]]]
 
[[file:modelo_brazo_MYRAbot_gazebo.png|thumb|500px|center|Modelo brazo MYRAbot en [http://wiki.ros.org/simulator_gazebo?distro=electric gazebo]]]
Line 1,171: Line 1,005:
 
<syntaxhighlight>rostopic echo</syntaxhighlight>
 
<syntaxhighlight>rostopic echo</syntaxhighlight>
  
−
Debería aparecernos algo similar a lo que se muestra a continuación, donde el ''topic'' NOMBRE_CONTROLADOR/command es al que está suscrito el controlador para recibir el valor de consigna y el ''topic'' NOMBRE_CONTROLADOR/status es en el que publica el estado del controlador:
+
Debería aparecernos algo similar a lo que se muestra a continuación, donde el ''topic'' brazo/NOMBRE_CONTROLADOR/command es al que está suscrito el controlador para recibir el valor de consigna y el ''topic'' brazo/NOMBRE_CONTROLADOR/state es en el que publica el estado del controlador:
  
 
<syntaxhighlight>
 
<syntaxhighlight>
−
/arti1_pos_controller/command
+
/brazo/arti1_pos_controller/command
−
/arti1_pos_controller/state
+
/brazo/arti1_pos_controller/state
−
/arti1_vel_controller/command
+
/brazo/arti1_vel_controller/command
−
/arti1_vel_controller/state
+
/brazo/arti1_vel_controller/state
−
/arti2_pos_controller/command
+
/brazo/arti2_pos_controller/command
−
/arti2_pos_controller/state
+
/brazo/arti2_pos_controller/state
−
/arti2_vel_controller/command
+
/brazo/arti2_vel_controller/command
−
/arti2_vel_controller/state
+
/brazo/arti2_vel_controller/state
−
/arti3_pos_controller/command
+
/brazo/arti3_pos_controller/command
−
/arti3_pos_controller/state
+
/brazo/arti3_pos_controller/state
−
/arti3_vel_controller/command
+
/brazo/arti3_vel_controller/command
−
/arti3_vel_controller/state
+
/brazo/arti3_vel_controller/state
−
/base_pos_controller/command
+
/brazo/base_pos_controller/command
−
/base_pos_controller/state
+
/brazo/base_pos_controller/state
−
/base_vel_controller/command
+
/brazo/base_vel_controller/command
−
/base_vel_controller/state
+
/brazo/base_vel_controller/state
 +
/brazo/joint_states
 +
/brazo/mechanism_statistics
 +
/brazo/pinza_pos_controller/command
 +
/brazo/pinza_pos_controller/state
 +
/brazo/pinza_vel_controller/command
 +
/brazo/pinza_vel_controller/state
 
/clock
 
/clock
 
/gazebo/link_states
 
/gazebo/link_states
Line 1,195: Line 1,035:
 
/gazebo/parameter_descriptions
 
/gazebo/parameter_descriptions
 
/gazebo/parameter_updates
 
/gazebo/parameter_updates
−
/gazebo/paused
 
 
/gazebo/set_link_state
 
/gazebo/set_link_state
−
/gazebo/set_model_stat
+
/gazebo/set_model_state
−
/joint_states
 
−
/mechanism_statistics
 
−
/pinza_pos_controller/command
 
−
/pinza_pos_controller/state
 
−
/pinza_vel_controller/command
 
−
/pinza_vel_controller/state
 
 
/rosout
 
/rosout
 
/rosout_agg
 
/rosout_agg
Line 1,209: Line 1,042:
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
===Programa interfaz (gazebo-programas de control)===
+
==Programa interfaz (gazebo-programas de control)==
  
 
Al igual que en el [[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)|brazo real]], que empleabamos una placa [http://www.arduino.cc/ arduino] que contenía el programa de interfaz entre el brazo y [[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)#Programas de control|nuestros programas de control]], hemos creado un programa que se suscriba a los ''topic'' que publican los programas de control y publique en consecuencia en los ''topics'' a los que están suscritos los controladores de las uniones móviles. Crearemos un archivo con el nombre "control_modelo.cpp" en el directorio "src" de nuestro ''package'' con el siguiente contenido:
 
Al igual que en el [[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)|brazo real]], que empleabamos una placa [http://www.arduino.cc/ arduino] que contenía el programa de interfaz entre el brazo y [[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)#Programas de control|nuestros programas de control]], hemos creado un programa que se suscriba a los ''topic'' que publican los programas de control y publique en consecuencia en los ''topics'' a los que están suscritos los controladores de las uniones móviles. Crearemos un archivo con el nombre "control_modelo.cpp" en el directorio "src" de nuestro ''package'' con el siguiente contenido:
Line 1,230: Line 1,063:
 
ros::NodeHandle n;
 
ros::NodeHandle n;
 
   
 
   
−
   ros::Publisher base_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("base_pos_controller/command", 1);   
+
   ros::Publisher base_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/base_pos_controller/command", 1);   
−
   ros::Publisher arti1_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti1_pos_controller/command", 1);  
+
   ros::Publisher arti1_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti1_pos_controller/command", 1);  
−
   ros::Publisher arti2_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti2_pos_controller/command", 1);     
+
   ros::Publisher arti2_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti2_pos_controller/command", 1);     
−
   ros::Publisher arti3_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti3_pos_controller/command", 1);
+
   ros::Publisher arti3_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti3_pos_controller/command", 1);
 
  
 
  
−
   ros::Publisher base_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("base_vel_controller/command", 1);   
+
   ros::Publisher base_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/base_vel_controller/command", 1);   
−
   ros::Publisher arti1_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti1_vel_controller/command", 1);  
+
   ros::Publisher arti1_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti1_vel_controller/command", 1);  
−
   ros::Publisher arti2_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti2_vel_controller/command", 1);     
+
   ros::Publisher arti2_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti2_vel_controller/command", 1);     
−
   ros::Publisher arti3_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti3_vel_controller/command", 1); 
+
   ros::Publisher arti3_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti3_vel_controller/command", 1); 
 
    
 
    
 
brazo_fer::Servos position = move.posicion;
 
brazo_fer::Servos position = move.posicion;
Line 1,284: Line 1,117:
 
ros::NodeHandle n;
 
ros::NodeHandle n;
 
   
 
   
−
   ros::Publisher pinza_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("pinza_pos_controller/command", 1);
+
   ros::Publisher pinza_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/pinza_pos_controller/command", 1);
 
     
 
     
−
   ros::Publisher pinza_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("pinza_vel_controller/command", 1);   
+
   ros::Publisher pinza_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/pinza_vel_controller/command", 1);   
 
   
 
   
 
brazo_fer::Servos position = pinza.posicion;
 
brazo_fer::Servos position = pinza.posicion;
Line 1,337: Line 1,170:
 
   ros::Subscriber move_sub_= n.subscribe("move_arm", 1, mover);
 
   ros::Subscriber move_sub_= n.subscribe("move_arm", 1, mover);
 
   ros::Subscriber hand_sub_= n.subscribe("hand_arm", 1, pinza);
 
   ros::Subscriber hand_sub_= n.subscribe("hand_arm", 1, pinza);
−
   ros::Subscriber pe_sub_= n.subscribe("joint_states", 1, pe);
+
   ros::Subscriber pe_sub_= n.subscribe("brazo/joint_states", 1, pe);
 
        
 
        
 
   
 
   
−
   ros::Publisher base_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("base_pos_controller/command", 1);   
+
   ros::Publisher base_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/base_pos_controller/command", 1);   
−
   ros::Publisher arti1_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti1_pos_controller/command", 1);  
+
   ros::Publisher arti1_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti1_pos_controller/command", 1);  
−
   ros::Publisher arti2_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti2_pos_controller/command", 1);     
+
   ros::Publisher arti2_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti2_pos_controller/command", 1);     
−
   ros::Publisher arti3_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti3_pos_controller/command", 1);
+
   ros::Publisher arti3_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti3_pos_controller/command", 1);
−
   ros::Publisher pinza_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("pinza_pos_controller/command", 1);
+
   ros::Publisher pinza_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/pinza_pos_controller/command", 1);
 
     
 
     
−
   ros::Publisher base_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("base_vel_controller/command", 1);   
+
   ros::Publisher base_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/base_vel_controller/command", 1);   
−
   ros::Publisher arti1_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti1_vel_controller/command", 1);  
+
   ros::Publisher arti1_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti1_vel_controller/command", 1);  
−
   ros::Publisher arti2_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti2_vel_controller/command", 1);     
+
   ros::Publisher arti2_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti2_vel_controller/command", 1);     
−
   ros::Publisher arti3_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("arti3_vel_controller/command", 1);   
+
   ros::Publisher arti3_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti3_vel_controller/command", 1);   
−
   ros::Publisher pinza_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("pinza_vel_controller/command", 1);  
+
   ros::Publisher pinza_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/pinza_vel_controller/command", 1);  
 
  
 
  
 
   ros::Publisher pose_pub_=n.advertise<brazo_fer::ReadServos>("pose_arm", 1);       
 
   ros::Publisher pose_pub_=n.advertise<brazo_fer::ReadServos>("pose_arm", 1);       
Line 1,371: Line 1,204:
 
make</syntaxhighlight>
 
make</syntaxhighlight>
  
−
==Simulación de programas de control==
+
=Simulación de programas de control=
  
 
Lo primero vamos a modificar el ''launcher'' "brazo_gazebo.launch", creado previamente, para añadir el programa interfaz entre los programas de control y el modelo del brazo. Deberemos añadir la siguiente linea al final antes de la etiqueta "</launch>":
 
Lo primero vamos a modificar el ''launcher'' "brazo_gazebo.launch", creado previamente, para añadir el programa interfaz entre los programas de control y el modelo del brazo. Deberemos añadir la siguiente linea al final antes de la etiqueta "</launch>":
Line 1,381: Line 1,214:
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
−
===Primer programa de control (Ven aquí)===
+
==Primer programa de control (Ven aquí)==
  
 
El  [[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)#Tercer programa (Ven aquí)|programa de control]] es el mismo que se ha desarrollado para el brazo real. Para su simulación ejecutaremos primero el ''launcher'' que inicia el simulador, carga el modelo y los controladores, y el programa interfaz, ejecutando en un terminal el siguiente comando:
 
El  [[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)#Tercer programa (Ven aquí)|programa de control]] es el mismo que se ha desarrollado para el brazo real. Para su simulación ejecutaremos primero el ''launcher'' que inicia el simulador, carga el modelo y los controladores, y el programa interfaz, ejecutando en un terminal el siguiente comando:
Line 1,401: Line 1,234:
 
<center>[http://www.youtube.com/watch?v=S9kUKYysm0M Ver vídeo en YouTube]</center>
 
<center>[http://www.youtube.com/watch?v=S9kUKYysm0M Ver vídeo en YouTube]</center>
  
−
===Segundo programa de control (Agarra la lata)===
+
==Segundo programa de control (Agarra la lata)==
  
 
Lo primero debemos crear la lata que va a coger el brazo. Crearemos un archivo [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] llamado "lata.urdf", que colocaremos en nuestro ''package'', con el siguiente contenido:
 
Lo primero debemos crear la lata que va a coger el brazo. Crearemos un archivo [http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials URDF] llamado "lata.urdf", que colocaremos en nuestro ''package'', con el siguiente contenido:
Line 1,479: Line 1,312:
 
<!--http://youtu.be/16aR8XXHnmw-->
 
<!--http://youtu.be/16aR8XXHnmw-->
  
−
==Integración del brazo en el modelo del MYRAbot==
 
−
 
−
Se ha realizado un modelo de la estructura del MYRAbot ha le que se le ha integrado la base [http://store.irobot.com/family/index.jsp?categoryId=3358508&s=A-ProductAge Roomba], la cámara [http://www.xbox.com/es-ES/Kinect kinect] y el brazo que hemos modelado. Hemos comenzado [[Fernando-TFM-ROS02#Creando un package|creando un package]] que va a contener el modelo de nuestro robot, que llamaremos "myrabot_fer_modelo" con la dependencia urdf.
 
−
 
−
===URDF estructura MYRAbot===
 
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Se ha realizado previamente un modelo 3D de la estructura con un programa [http://es.wikipedia.org/wiki/Dise%C3%B1o_asistido_por_computadora CAD], del que vamos a emplear las partes con una geometria singular, ya que el diseño empleando los elementos geométricos básicos sería complicado. Para el archivo principal crearemos un archivo llamdo "estructura-myrabot.xacro" en el directorio "urdf" de el package anteriormente creado, con el siguiente contenido:
 
  
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<syntaxhighlight lang="xml">
+
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 +
{| style="border: solid 0px white; width: 100%"
 +
!Artículos realcionados
 +
----
 +
!Otros artículos
 +
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 +
|-
 +
| valign="top" width="50%" |
  
−
<?xml version="1.0"?>
+
[[Control brazo MYRAbot (bioloid+arduino)]]<br/>
 +
[[Detección y cálculo de posición de objetos (cámara web)]]<br/>
 +
[[Modelo para simulación MYRAbot (urdf+gazebo)]]<br/>
 +
[[Integración de MYRAbot en moveIt! (gazebo+moveIt!)]]<br/>
 +
[[Órdenes y confirmación mediante voz (sphinx+festival)]]<br/>
 +
[[Teleoperación de MYRAbot con controlador inalámbrico xbox360 (controlador xbox360+joy)]]
  
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<robot>
+
| valign="top" |
  
−
<include filename="$(find myrabot_fer_modelo)/urdf/estructura-myrabot-macros.xacro" />
+
[[Control brazo y base CeRVaNTeS (maxon+epos2)]]<br/>
 +
[[Modelo para simulación brazo CeRVaNTeS (urdf+gazebo)]]<br/>
 +
[[Modelo para simulación CeRVaNTeS (urdf+gazebo)]]<br/>
 +
[[Integración de CeRVaNTeS en moveIt! (gazebo+moveIt!)]]<br/>
 +
[[Teleoperación de CeRVaNTeS con controlador inalámbrico xbox360 (controlador xbox360+joy)]]
 +
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 +
[[Fernando-TFM-ROS02|Programas de control para el robot Turtlebot sobre ROS ]]
  
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<macro name="estructura_myrabot" params="parent *origin">
+
|}
 +
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<joint name="world_joint" type="fixed">
 
−
  <parent link="${parent}"/>
 
−
  <child link="e_base_1_link"/>
 
−
  <insert_block name="origin" />
 
−
</joint>
 
−
     
 
−
  <link name="e_base_1_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.05"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 0.135 ${0.015/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 0.135 ${0.015/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.135" length="0.015" />
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood">
 
−
<color rgba="${205/255} ${133/255} ${63/255} 1" />
 
−
  </material>
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 0.135 ${0.015/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.135" length="0.015" />
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
−
<separador_base id="1" />
 
−
<e_separador_base id="1" xsim="1" ysim="1" />
 
−
 
−
<separador_base id="2" />
 
−
<e_separador_base id="2" xsim="1" ysim="-1" />
 
−
 
−
<separador_base id="3" />
 
−
<e_separador_base id="3" xsim="-1" ysim="-1" />
 
−
 
−
<separador_base id="4" />
 
−
<e_separador_base id="4" xsim="-1" ysim="1" />
 
−
 
−
 
−
<joint name="base_2" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_base_1_link"/>
 
−
  <child link="e_base_2_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 0 0.135" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
−
  <link name="e_base_2_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.05"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 0.135 ${0.02/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 0.135 ${0.02/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.135" length="0.02" />
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood">
 
−
<color rgba="${205/255} ${133/255} ${63/255} 1" />
 
−
  </material>
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 0.135 ${0.02/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.135" length="0.02" />
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
−
<joint name="pilar" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_base_2_link"/>
 
−
  <child link="e_pilar_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 0 0.02" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_pilar_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.08"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 ${0.7/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_pilar.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_pilar.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
−
<joint name="botonera" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_base_2_link"/>
 
−
  <child link="e_botonera_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 0 0.02" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_botonera_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.06"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.1/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.1/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <box size="0.2 0.09 0.1"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.1/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <box size="0.2 0.09 0.1"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
 
−
<joint name="start_button_1" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_botonera_link"/>
 
−
  <child link="e_start_button_1_link"/>
 
−
  <origin xyz="-0.06 0 0.1" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
−
<link name="e_start_button_1_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.001"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.002/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.002/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.009" length="0.002"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="black">
 
−
  <color rgba="0 0 0 1"/>
 
−
      </material>  
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.002/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.009" length="0.002"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
 
−
<joint name="start_button_2" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_start_button_1_link"/>
 
−
  <child link="e_start_button_2_link"/>
 
−
  <origin xyz="0.0 0 0.002" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
−
<link name="e_start_button_2_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.001"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.004/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.004/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.0075" length="0.004"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="green">
 
−
  <color rgba="0 1 0 1"/>
 
−
      </material>  
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.004/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.0075" length="0.004"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
 
−
<joint name="emergency_button_1" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_botonera_link"/>
 
−
  <child link="e_emergency_button_1_link"/>
 
−
  <origin xyz="0.06 0 0.1" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
−
<link name="e_emergency_button_1_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.001"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.015/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.015/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.0125" length="0.015"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="metal" />  
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.015/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.0125" length="0.015"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
 
−
<joint name="emergency_button_2" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_emergency_button_1_link"/>
 
−
  <child link="e_emergency_button_2_link"/>
 
−
  <origin xyz="0.0 0 0.015" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
−
<link name="e_emergency_button_2_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.001"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.003/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.003/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.018" length="0.003"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="red">
 
−
  <color rgba="1 0 0 1"/>
 
−
      </material>  
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.135 ${0.165-(0.09/2)} ${0.003/2}"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <cylinder radius="0.018" length="0.003"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>             
 
−
 
−
<joint name="base_kinect" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_pilar_link"/>
 
−
  <child link="e_base_kinect_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 0 ${0.395-0.155}" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_base_kinect_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.02"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 ${0.005/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_base_kinect.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_base_kinect.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
 
−
<joint name="base_brazo_1" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_pilar_link"/>
 
−
  <child link="e_base_brazo_1_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 0 ${0.708-(0.395-0.155)}" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_base_brazo_1_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.03"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 ${0.005/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_base_brazo_1.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_base_brazo_1.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
−
<separador_base_brazo id="1" />
 
−
<e_separador_base_brazo id="1" xsim="1" ysim="1" />
 
−
 
−
<separador_base_brazo id="2" />
 
−
<e_separador_base_brazo id="2" xsim="1" ysim="-1" />
 
−
 
−
<separador_base_brazo id="3" />
 
−
<e_separador_base_brazo id="3" xsim="-1" ysim="-1" />
 
−
 
−
<separador_base_brazo id="4" />
 
−
<e_separador_base_brazo id="4" xsim="-1" ysim="1" />
 
−
 
−
<joint name="base_brazo_2" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_base_brazo_1_link"/>
 
−
  <child link="e_base_brazo_2_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 0 0.074" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_base_brazo_2_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.005"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 ${0.005/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_base_brazo_2.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_base_brazo_2.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>   
 
−
 
−
<joint name="soporte_1" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_pilar_link"/>
 
−
  <child link="e_soporte_1_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 0 ${0.995-(0.708-0.155)-(0.395-0.155)}" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_soporte_1_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.05"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 ${0.64/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_soporte_1.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_soporte_1.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
 
−
<joint name="soporte_2" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_soporte_1_link"/>
 
−
  <child link="e_soporte_2_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 0.2 0.61" rpy="-0.12 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_soporte_2_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.01"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 ${0.06/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.2 -0.03"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_soporte_2.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.2 -0.03"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_soporte_2.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link> 
 
−
 
−
<joint name="monitor" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_soporte_2_link"/>
 
−
  <child link="e_monitor_link"/>
 
−
  <origin xyz="0 -0.2 -0.09" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_monitor_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.1"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 ${0.180/2}"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_monitor.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="wood" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <mesh filename="package://myrabot_fer_modelo/meshes/e_monitor.stl" scale="0.001 0.001 0.001"/>
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>
 
−
 
 
−
<joint name="pantalla" type="fixed">
 
−
  <parent link="e_monitor_link"/>
 
−
  <child link="e_pantalla_link"/>
 
−
  <origin xyz="0.135 ${0.135-0.005-0.03-0.0001} 0.086" rpy="0 0 0" />
 
−
</joint>
 
−
 
 
−
<link name="e_pantalla_link">
 
−
    <inertial>
 
−
      <mass value="0.0001"/>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <default_inertia_e />
 
−
    </inertial>
 
−
    <visual>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <box size="0.22 0.0001 0.130" />
 
−
      </geometry>
 
−
      <material name="black" />
 
−
    </visual>
 
−
    <collision>
 
−
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
 
−
      <geometry>
 
−
        <box size="0.22 0.0001 0.127" />
 
−
      </geometry>
 
−
    </collision>
 
−
  </link>     
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_base_1_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_base_2_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_separador_base_1_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_separador_base_2_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_separador_base_3_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_separador_base_4_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_separador_base_brazo_1_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_separador_base_brazo_2_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_separador_base_brazo_3_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_separador_base_brazo_4_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_pilar_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_base_kinect_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_base_brazo_1_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_base_brazo_2_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_botonera_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_start_button_1_link" material="Black" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_start_button_2_link" material="Green" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_emergency_button_1_link" material="Grey" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_emergency_button_2_link" material="Red" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_soporte_1_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_soporte_2_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_monitor_link" material="LightWood" />
 
−
 
−
<gazebo_propiedades nombre="e_pantalla_link" material="Black" />
 
−
 
−
</macro>
 
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</robot>
 
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</syntaxhighlight>
 
  
 
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Latest revision as of 11:03, 29 September 2014

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Creación del modelo URDF

El formato empleado para el modelo del brazo está denominado por el acrónimo inglés URDF (Unified Robot Description Format), que emplea el lenguaje xml. Consiste en un árbol de elementos geométricos (links) conectados entre sí mediante uniones (joints) que determinan el parentesco entre ellos. Estas uniones pueden ser fijas o móviles, las móviles pueden ser a su vez rotacionales, lineales o flotantes.

Comenzaremos creando el package "brazo_fer_modelo" que va a contener el modelo de nuestro brazo, con las siguientes dependencias: urdf brazo_fer std_msgs sensor_msgs tf roscpp

El modelo planteado para nuestro brazo se compone de tres archivos, uno que contiene los macros que vamos a utilizar en el archivo principal del modelo y un archivo en el que marcamos el link al que está unido el modelo. El contenido del arcivo principal del modelo es el siguiente, que guardaremos en el directorio "urdf" del package creado en un archivo llamado "brazo.xacro": 

<?xml version="1.0"?>

<robot>

	<include filename="$(find brazo_fer_modelo)/urdf/brazo-macros.xacro" />

<macro name="brazo" params="parent *origin">

  <joint name="fixed" type="fixed">
    <parent link="${parent}"/>
    <child link="base_brazo_link"/>
    <insert_block name="origin" />
    <axis xyz="0 0 1" />  
  </joint>
    
  <link name="base_brazo_link">
    <visual>
      <geometry>
        <box size="0.032 0.05 0.04"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.0135 0.020"/>
      <material name="black">
        <color rgba="0 0 0 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.0135 0.020"/>		
      <geometry>
        <box size="0.032 0.05 0.04"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.0135 0.020"/>			
      <mass value="0.055"/>
	  <default_inertia_servos />
    </inertial>       
  </link>

  <joint name="base" type="revolute">
    <parent link="base_brazo_link"/>
    <child link="hombro_link"/>
    <origin xyz="0 0 0.04" rpy="0 0 0" />
    <axis xyz="0 0 1" />
	<default_limit />
	<default_dynamics />          
  </joint>
  
  <link name="hombro_link">
    <visual>
      <geometry>
        <box size="0.04 0.032 0.05"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.025"/>
      <material name="black" />
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.025"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.04 0.032 0.05"/>
      </geometry>       
    </collision> 
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.025"/>			
      <mass value="0.055"/>
	  <default_inertia_servos />
    </inertial>        
  </link>  

  <joint name="arti1" type="revolute">
    <parent link="hombro_link"/>
    <child link="brazo_link"/>  
    <origin xyz="0 0 0.0385" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />
	<default_limit />
	<default_dynamics />        
  </joint>
  
  <!--brazo-->

<servo nombre="brazo" />
  
  <joint name="servo_arti1_B" type="fixed">
    <parent link="brazo_link"/>
    <child link="brazo_link_B"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  

<base nombre="brazo" /> 
  
  <joint name="servo_arti1_D" type="fixed">
    <parent link="brazo_link"/>
    <child link="brazo_link_SI"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  

<soporte nombre="brazo" simetrico="1" lado="I" />  
  
  <joint name="servo_arti1_I" type="fixed">
    <parent link="brazo_link"/>
    <child link="brazo_link_SD"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
<soporte nombre="brazo" simetrico="-1" lado="D" />     
  
  <joint name="arti2" type="revolute">
    <parent link="brazo_link"/>
    <child link="antebrazo_link"/>
    <origin xyz="0 0 0.104" rpy="0 0 0" />
    <axis xyz="1 0 0" />
	<default_limit />
	<default_dynamics />            
  </joint>
  
  <!--antebrazo-->
  
<servo nombre="antebrazo" /> 
  
  <joint name="servo_arti2_B" type="fixed">
    <parent link="antebrazo_link"/>
    <child link="antebrazo_link_B"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
<base nombre="antebrazo" />
  
  <joint name="servo_arti2_D" type="fixed">
    <parent link="antebrazo_link"/>
    <child link="antebrazo_link_SI"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
<soporte nombre="antebrazo" simetrico="1" lado="I" />  
  
  <joint name="servo_arti2_I" type="fixed">
    <parent link="antebrazo_link"/>
    <child link="antebrazo_link_SD"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
<soporte nombre="antebrazo" simetrico="-1" lado="D" />     

  <joint name="arti3" type="revolute">
    <parent link="antebrazo_link"/>
    <child link="muneca_link"/>
    <origin xyz="0 0 0.104" rpy="0 0 0" />
    <axis xyz="1 0 0" />
	<default_limit />
	<default_dynamics />             
  </joint>
  
  <!--muneca-->
  
  <link name="muneca_link">
    <visual>
      <geometry>
        <box size="0.05 0.04 0.032"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.00625 0 0.06"/>
      <material name="black" />
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.00625 0 0.06"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.05 0.04 0.032"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.00625 0 0.06"/>			
      <mass value="0.055"/>
	  <default_inertia_servos />
    </inertial>            
  </link>  
  
  <joint name="servo_arti3_B" type="fixed">
    <parent link="muneca_link"/>
    <child link="muneca_link_B"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
  <link name="muneca_link_B">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.05325 0.04 0.005"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.004625 0 0.0415"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.004625 0 0.0415"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.05325 0.04 0.005"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.004625 0 0.0415"/>		
      <mass value="0.0005"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>              
  </link>
  
  <joint name="servo_arti3_D" type="fixed">
    <parent link="muneca_link"/>
    <child link="muneca_link_SI"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
  <link name="muneca_link_SI">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.002 0.032 0.0555"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.021 0 0.01625"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.021 0 0.01625"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.002 0.032 0.0555"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.021 0 0.01625"/>		
      <mass value="0.0005"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>           
  </link>
  
  <joint name="servo_arti3_I" type="fixed">
    <parent link="muneca_link"/>
    <child link="muneca_link_SD"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
  <link name="muneca_link_SD">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.002 0.032 0.0555"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.021 0 0.01625"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.021 0 0.01625"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.002 0.032 0.0555"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.021 0 0.01625"/>			
      <mass value="0.0005"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>            
  </link>
  
  <joint name="servo_arti3_P" type="fixed">
    <parent link="muneca_link"/>
    <child link="muneca_link_P"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
  <!--pinza izquierda fija-->
  
  <link name="muneca_link_P">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.002 0.04 0.092"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.03425 0 0.090"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.03425 0 0.090"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.002 0.04 0.092"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.03425 0 0.090"/>			
      <mass value="0.001"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>           
  </link>
  
  <joint name="servo_arti3_PS" type="fixed">
    <parent link="muneca_link"/>
    <child link="muneca_link_PS"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>
  
  <link name="muneca_link_PS">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.002 0.04 0.037"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.03225 0 0.0575"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.03225 0 0.0575"/>	
	  <geometry>
        <box size="0.002 0.04 0.037"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0.03225 0 0.0575"/>			
      <mass value="0.0005"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>            
  </link>             
  
  <joint name="pinza" type="revolute">
    <parent link="muneca_link"/>
    <child link="pinza_link"/>
    <origin xyz="-0.00725 0 0.06" rpy="0 0 0" />
    <axis xyz="0 1 0" />
	<default_limit />
	<default_dynamics />     
  </joint>
  
  <!--pinza-->
  
  <link name="pinza_link">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.002 0.04 0.092"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.027 0 0.030"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.027 0 0.030"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.002 0.04 0.092"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.027 0 0.030"/>		
      <mass value="0.001"/>
 	  <default_inertia />
    </inertial>           
  </link>  
  
  <joint name="servo_pinza_B" type="fixed">
    <parent link="pinza_link"/>
    <child link="pinza_link_B"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
  <link name="pinza_link_B">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.002 0.04 0.032"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.025 0 0"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.025 0 0"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.002 0.04 0.032"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.025 0 0"/>		
      <mass value="0.0005"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>           
  </link>
  
  <joint name="servo_pinza_D" type="fixed">
    <parent link="pinza_link"/>
    <child link="pinza_link_SI"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
  <link name="pinza_link_SI">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.0375 0.002 0.032"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.00725 0.021 0"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.00725 0.021 0"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.0375 0.002 0.032"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.00725 0.021 0"/>			
      <mass value="0.0005"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>        
  </link>
  
  <joint name="servo_pinza_I" type="fixed">
    <parent link="pinza_link"/>
    <child link="pinza_link_SD"/>  
    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
	<axis xyz="1 0 0" />    
  </joint>  
  
  <link name="pinza_link_SD">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.0375 0.002 0.032"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.00725 -0.021 0"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.00725 -0.021 0"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.0375 0.002 0.032"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.00725 -0.021 0"/>			
      <mass value="0.0005"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>            
  </link>

</macro>
     
</robot>

El contenido del archivo que contiene los macros, el controlador y transmisiones, que empleamos en el rachivo principal, es el siguiente, que guardaremos en el mismo directorio con el nombre "brazo-macros.xacro": 

<?xml version="1.0"?>

<robot xmlns:controller="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#controller">

<macro name="default_inertia">
      <inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.001" iyz="0.0" izz="0.001"/>
</macro>

<macro name="default_inertia_servos">
      <inertia ixx="0.01" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.01" iyz="0.0" izz="0.01"/>
</macro>

<macro name="default_limit">
    <limit effort="100.0" lower="-2.62" upper="2.62" velocity="3"/>
</macro>

<macro name="default_dynamics">
      <dynamics fricction="0" damping="0" />
</macro>

<macro name="servo" params="nombre">  
  <link name="${nombre}_link">
    <visual>
      <geometry>
        <box size="0.04 0.032 0.05"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0905"/>
      <material name="black" />
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0905"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.04 0.032 0.05"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0905"/>		
      <mass value="0.055"/>
	  <default_inertia_servos />
    </inertial>             
  </link>
</macro>

<macro name="base" params="nombre">    
  <link name="${nombre}_link_B">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.04 0.032 0.020"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0555"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0555"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.04 0.032 0.02"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0555"/>			
      <mass value="0.001"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>           
  </link>
</macro> 

<macro name="soporte" params="nombre simetrico lado">    
  <link name="${nombre}_link_S${lado}">    
	<visual>
      <geometry>
        <box size="0.002 0.032 0.067"/>
      </geometry>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="${simetrico*0.021} 0 0.022"/>
      <material name="white">
		<color rgba="1 1 1 1"/>
      </material>
    </visual>
    <collision>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="${simetrico*0.021} 0 0.022"/>		
	  <geometry>
        <box size="0.002 0.032 0.067"/>
      </geometry>
    </collision>
    <inertial>
      <origin rpy="0 0 0" xyz="${simetrico*0.021} 0 0.022"/>			
      <mass value="0.001"/>
	  <default_inertia />
    </inertial>           
  </link>
</macro>

</robot>

Ahora solo falta un archivo desde el que cargaremos el principal donde indicaremos el nombre del link al que se une y el origen. Guardaremos un archivo con el nombre "brazo.urdf.xacro" con el siguiente contenido: 

<?xml version="1.0"?>

<robot name="MYRAbot-arm"
       xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
       xmlns:gazebo="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#gz"
       xmlns:model="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#model"
       xmlns:sensor="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#sensor"
       xmlns:body="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#body"
       xmlns:geom="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#geom"
       xmlns:joint="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#joint"
       xmlns:interface="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#interface"
       xmlns:rendering="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#rendering"
       xmlns:renderable="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#renderable"
       xmlns:controller="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#controller"
       xmlns:physics="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#physics">
	
	<include filename="$(find brazo_fer_modelo)/urdf/brazo.xacro" />
	
	<link name="world" />
	
	<brazo parent="world">
		<origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
	</brazo>

</robot>

Análisis del modelo

Como estamos empleando xacro para simplificar y hacer más editable el código necesitamos hacer la conversión a URDF para obtener el archivo procesado, ejecutando en un terminal la siguiente secuencia de comandos: 

roscd brazo_fer_modelo
cd urdf
rosrun xacro xacro.py brazo.urdf.xacro > brazo.urdf

Ahora podemos comprobar si el modelo que hemos creado es correcto ejecutando el siguiente comando en el terminal: 

rosrun urdf_parser check_urdf brazo.urdf

Si todo va bien deberiamos obtener lo siguiente: 

robot name is: MYRAbot_arm
---------- Successfully Parsed XML ---------------
root Link: world has 1 child(ren)
    child(1):  base_link
        child(1):  hombro_link
            child(1):  brazo_link
                child(1):  antebrazo_link
                    child(1):  muneca_link
                        child(1):  pinza_link
                            child(1):  pinza_link_B
                            child(2):  pinza_link_SI
                            child(3):  pinza_link_SD
                        child(2):  muneca_link_B
                        child(3):  muneca_link_SI
                        child(4):  muneca_link_SD
                        child(5):  muneca_link_P
                        child(6):  muneca_link_PS
                    child(2):  antebrazo_link_B
                    child(3):  antebrazo_link_SI
                    child(4):  antebrazo_link_SD
                child(2):  brazo_link_B
                child(3):  brazo_link_SI
                child(4):  brazo_link_SD

Podemos ver el árbol de relaciones de forma gráfica generando un archivo pdf, para lo que ejecutaremos en el terminal el siguiente comando: 

rosrun urdf_parser urdf_to_graphiz brazo.urdf

El resultado obtenido será el siguiente:

Árbol de relaciones modelo URBF para el brazo del MYRAbot

Prueba visual del modelo

Para poder visualizar el modelo y comprobar el correcto funcionamiento de las uniones joints vamos a crear un launcher para cargarlo en el robot_state_publisher y ejecutar el joint_state_publisher con el interfaz de publicación del estado de las uniones móviles, y el rviz para la visualización. Crearemos el archivo "brazo_rviz.launch" en el directorio "launch" del package que hemos creado, con el siguiente contenido: 

<launch>

  <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro.py '$(find brazo_fer_modelo)/urdf/brazo.urdf.xacro'" />

  <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" />

  <param name="use_gui" value="true"/>

  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher" />

  <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" />

</launch>

Para iniciar el launcher debemos ejecutar en un terminal el siguiente comando: 

roslaunch brazo_fer_modelo brazo_rviz.launch

Si todo va bien, se ejecutará rviz y el interfaz del joint_state_publisher, sobre el cual al modificar los controles deslizables observaremos como se modifica la posición de las uniones móviles en el modelo 3D cargado en rviz. Para que se muestre correctamente nuestro modelo en rviz debemos seleccionar el elemento link que se va ha tomar como elemento fijo "fixed frame", en nuestro caso en "Global Options" el "Fixed Frame" será el link "/world". El resultado es el que se muestra a continuación:

Modelo cargado en rviz e interfaz joint_state_publisher

Control de uniones para simulación

Una vez creado el modelo URDF y probada la correcta representación y funcionamiento de las uniones móviles, debemos añadir una serie de controladores a cada unión para poder simular en gazebo los servomotores Dynamixel AX-12A.

Pasos previos

Debemos comenzar añadiendo los packages donde se encuentran los controladores que vamos a emplear. Se trata de los controladores del PR2 por lo que necesitamos instalar los stacks pr2_simulator, pr2_mechanism y pr2_controllers. Para ello tenemos que ejecutar la siguiente secuencia de comandos en un terminal: 

sudo atp-get update
sudo apt-get install ros-VERSIÓN_ROS-pr2-simulator ros-VERSIÓN_ROS-pr2-mechanism ros-VERSIÓN_ROS-pr2-controllers

Añadir controladores a uniones móviles

Modificación del URDF

En el URDF hemos definido la geometría y propiedades físicas de los elementos (link), así como las uniones (joint) entre estos y sus características. Para poder visualizar el color que le hemos dado a cada elemento en gazebo debemos asignar a cada elemento un material gazebo. También necesitamos establecer los coeficientes de rozamiento de cada elemento, establecer si pueden colisionar los elementos entre sí y la acción de la fuerza de gravedad. A continuación se muestra la descripción para cada elemento en gazebo, que añadiremos al final de los ficheros de nuestro URDF antes de la etiqueta "</robot>", en el archivo "brazo-macros.xacro", y "</macro>", el el archivo "brazo.xacro":

  • En el archivo brazo-macros.xacro:
<macro name="gazebo_propiedades_link" params="nombre material">
  <gazebo reference="${nombre}">
	<mu1>0.5</mu1>
	<mu2>0.5</mu2>
	<material>Gazebo/${material}</material>
    <selfCollide>true</selfCollide>
    <turnGravityOff>false</turnGravityOff> 
  </gazebo>
</macro>
  • En el archivo brazo.xacro:
<gazebo_propiedades_link nombre="base_brazo_link" material="Black" />

<gazebo_propiedades_link nombre="hombro_link" material="Black" />
  
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link" material="Black" />  
  
<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link" material="Black" />
   
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link" material="Black" />
  
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_B" material="White" />   
  
<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_SI" material="White" /> 

<gazebo_propiedades_link nombre="brazo_link_SD" material="White" />     

<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_B" material="White" />   

<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_SI" material="White" />   

<gazebo_propiedades_link nombre="antebrazo_link_SD" material="White" />   
  
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_B" material="White" />   

<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_SI" material="White" />   
  
<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_SD" material="White" />   

<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_P" material="White" /> 

<gazebo_propiedades_link nombre="muneca_link_PS" material="White" />     
  
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link" material="White" />   
 
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_B" material="White" />   
  
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_SI" material="White" />   
   
<gazebo_propiedades_link nombre="pinza_link_SD" material="White" />

Ahora nos queda añadir las características de las uniones móviles, el plugin del controlador que vamos a emplear para el control de estas y el modelado del mecanismo de transmisión. A continuación se muestra el código que debemos añadir al final de los ficheros de nuestro URDF antes de la etiqueta "</robot>", en el archivo "brazo-macros.xacro", y "</macro>", el el archivo "brazo.xacro":

  • En el archivo brazo-macros.xacro:
<macro name="gazebo_propiedades_joint" params="nombre">
 <gazebo reference="${nombre}">
    <erp>0.1</erp>
    <stopKd value="1000000.0" />
    <stopKp value="10000000.0" />
    <fudgeFactor value="0.5" />
 </gazebo>
</macro> 

<gazebo>   
     <controller:gazebo_ros_controller_manager name="gazebo_ros_controller_manager" plugin="libgazebo_ros_controller_manager.so">
          <alwaysOn>true</alwaysOn>
          <updateRate>1000.0</updateRate>
          <robotNamespace>brazo</robotNamespace>
     </controller:gazebo_ros_controller_manager>
</gazebo>

 <transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="base_trans">
    <actuator name="base_motor" />
    <joint name="base" />
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 </transmission>

 <transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="arti1_trans">
    <actuator name="arti1_motor" />
    <joint name="arti1" />
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 </transmission>              
 
 <transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="arti2_trans">
    <actuator name="arti2_motor" />
    <joint name="arti2" />
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 </transmission>
 
 <transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="arti3_trans">
    <actuator name="arti3_motor" />
    <joint name="arti3" />
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 </transmission>

 <transmission type="pr2_mechanism_model/SimpleTransmission" name="pinza_trans">
    <actuator name="pinza_motor" />
    <joint name="pinza" />
    <mechanicalReduction>1.0</mechanicalReduction>
    <motorTorqueConstant>1.0</motorTorqueConstant>
 </transmission>
  • En el archivo brazo.xacro:
<gazebo_propiedades_joint nombre="base" />
  
<gazebo_propiedades_joint nombre="arti1" />

<gazebo_propiedades_joint nombre="arti2" />

<gazebo_propiedades_joint nombre="arti3" />
 
<gazebo_propiedades_joint nombre="pinza" />

Creación del fichero de configuración

Los controladores que vamos a emplear para cada unión móvil son uno de posición y otro de velocidad. Cada controlador esta modelado por un regulador PID. Debemos crear un archivo dentro de nuestro package llamado "controllers.yaml", con la configuración de los controladores de cada unión móvil, cuyo contenido será el siguiente: 

base_pos_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointPositionController
  joint: base
  pid: &base_pos
    p: 2.0
    i: 0.5
    d: 0.0
    i_clamp: 10.0

arti1_pos_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointPositionController
  joint: arti1
  pid: &arti1_pos
    p: 2.0
    i: 0.5
    d: 0.0
    i_clamp: 10.0

arti2_pos_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointPositionController
  joint: arti2
  pid: &arti2_pos
    p: 2.0
    i: 0.5
    d: 0.0
    i_clamp: 10.0

arti3_pos_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointPositionController
  joint: arti3
  pid: &arti3_pos
    p: 2.0
    i: 0.5
    d: 0.0
    i_clamp: 10.0

pinza_pos_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointPositionController
  joint: pinza
  pid: &pinza_pos
    p: 2.0
    i: 0.5
    d: 0.0
    i_clamp: 10.0

base_vel_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointVelocityController
  joint: base
  pid: &base_vel
    p: 2.0
    i: 0.5
    i_clamp: 10.0
    
arti1_vel_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointVelocityController
  joint: arti1
  pid: &arti1_vel
    p: 2.0
    i: 0.5
    i_clamp: 10.0         

arti2_vel_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointVelocityController
  joint: arti2
  pid: &arti2_vel
    p: 2.0
    i: 0.5
    i_clamp: 10.0 
    
arti3_vel_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointVelocityController
  joint: arti3
  pid: &arti3_vel
    p: 2.0
    i: 0.5
    i_clamp: 10.0   
    
pinza_vel_controller:
  type: robot_mechanism_controllers/JointVelocityController
  joint: pinza
  pid: &pinza_vel
    p: 2.0
    i: 0.5
    i_clamp: 10.0

Carga del modelo en gazebo

Para poder mostrar el modelo en gazebo vamos a crear un launcher que cargue el modelo un mundo vacío y los controladores de las uniones móviles. Crearemos el archivo "brazo_gazebo.launch" en el directorio "launch" de nuestro package, con el siguiente contenido: 

<launch>

  <param name="/use_sim_time" value="true" />

  <node name="gazebo" pkg="gazebo" type="gazebo" args="-u $(find turtlebot_gazebo)/worlds/empty.world" respawn="false" output="screen"/>
  <node name="gazebo_gui" pkg="gazebo" type="gui" />

<group ns="brazo">

  <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro.py '$(find myrabot_arm_model)/urdf/brazo.urdf.xacro'" />

  <node name="spawn_brazo" pkg="gazebo" type="spawn_model" args="-urdf -param robot_description -model brazo" respawn="false" output="screen" />

  <rosparam file="$(find myrabot_arm_model)/controller.yaml" command="load"/>

  <node name="spawn_controller_brazo" pkg="pr2_controller_manager" type="spawner" args="base_pos_controller arti1_pos_controller arti2_pos_controller arti3_pos_controller pinza_pos_controller base_vel_controller arti1_vel_controller arti2_vel_controller arti3_vel_controller pinza_vel_controller" respawn="false" output="screen" />
  
</group>
 
</launch>

Para lanzar el launcher ejecutaremos el siguiente comando en un terminal: 

roslaunch brazo_fer_modelo brazo.gazebo.launch

Si todo va bien podremos ver en la ventana gráfica de gazebo el modelo del brazo en posición vertical situado en el punto xyz = (0 0 0) de un mundo vacío, tal como se muestra en la siguiente imagen:

Modelo brazo MYRAbot en gazebo

Podemos comprobar que se han cargado correctamente todos los controladores de las uniones móviles, ya que tienen que aparecer dos topics por cada controlador, para lo que ejecutaremos en un terminal el siguiente comando: 

rostopic echo

Debería aparecernos algo similar a lo que se muestra a continuación, donde el topic brazo/NOMBRE_CONTROLADOR/command es al que está suscrito el controlador para recibir el valor de consigna y el topic brazo/NOMBRE_CONTROLADOR/state es en el que publica el estado del controlador: 

/brazo/arti1_pos_controller/command
/brazo/arti1_pos_controller/state
/brazo/arti1_vel_controller/command
/brazo/arti1_vel_controller/state
/brazo/arti2_pos_controller/command
/brazo/arti2_pos_controller/state
/brazo/arti2_vel_controller/command
/brazo/arti2_vel_controller/state
/brazo/arti3_pos_controller/command
/brazo/arti3_pos_controller/state
/brazo/arti3_vel_controller/command
/brazo/arti3_vel_controller/state
/brazo/base_pos_controller/command
/brazo/base_pos_controller/state
/brazo/base_vel_controller/command
/brazo/base_vel_controller/state
/brazo/joint_states
/brazo/mechanism_statistics
/brazo/pinza_pos_controller/command
/brazo/pinza_pos_controller/state
/brazo/pinza_vel_controller/command
/brazo/pinza_vel_controller/state
/clock
/gazebo/link_states
/gazebo/model_states
/gazebo/parameter_descriptions
/gazebo/parameter_updates
/gazebo/set_link_state
/gazebo/set_model_state
/rosout
/rosout_agg
/tf

Programa interfaz (gazebo-programas de control)

Al igual que en el brazo real, que empleabamos una placa arduino que contenía el programa de interfaz entre el brazo y nuestros programas de control, hemos creado un programa que se suscriba a los topic que publican los programas de control y publique en consecuencia en los topics a los que están suscritos los controladores de las uniones móviles. Crearemos un archivo con el nombre "control_modelo.cpp" en el directorio "src" de nuestro package con el siguiente contenido: 

  #include "ros/ros.h"
  #include "brazo_fer/Servos.h"
  #include "brazo_fer/WriteServos.h"
  #include "brazo_fer/ReadServos.h"
  #include "std_msgs/Float64.h"
  #include "sensor_msgs/JointState.h"
  #include "math.h"
 
  #define PI 3.14159265
  
 
  void mover(const brazo_fer::WriteServos& move)
  {	
	ros::NodeHandle n;
 
   	ros::Publisher base_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/base_pos_controller/command", 1);   
  	ros::Publisher arti1_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti1_pos_controller/command", 1); 
   	ros::Publisher arti2_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti2_pos_controller/command", 1);  	   
   	ros::Publisher arti3_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti3_pos_controller/command", 1);
   	
   	ros::Publisher base_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/base_vel_controller/command", 1);   
  	ros::Publisher arti1_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti1_vel_controller/command", 1); 
   	ros::Publisher arti2_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti2_vel_controller/command", 1);  	   
   	ros::Publisher arti3_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti3_vel_controller/command", 1);   	
   	 
	brazo_fer::Servos position = move.posicion;
	brazo_fer::Servos speed = move.velocidad;
	brazo_fer::Servos torque = move.par;
	
	std_msgs::Float64 base_pos_command, arti1_pos_command, arti2_pos_command, arti3_pos_command;
	std_msgs::Float64 base_vel_command, arti1_vel_command, arti2_vel_command, arti3_vel_command;	
	
	if (torque.base != 0 && (position.base >= 0 && position.base <= 1023) && (speed.base >= 0 && speed.base <= 1023))
	{		
		base_pos_command.data = ((((position.base * 300)/1023)*PI)/180)-2.62;
		base_vel_command.data = speed.base/511;
	}
	if (torque.arti1 != 0 && (position.arti1 >= 0 && position.arti1 <= 1023) && (speed.arti1 >= 0 && speed.arti1 <= 1023))
	{
		arti1_pos_command.data = ((((position.arti1*300)/1023)*PI)/180)-2.62;
		arti1_vel_command.data = speed.arti1/511;		
	}
	if (torque.arti2 != 0 && (position.arti2 >= 0 && position.arti2 <= 1023) && (speed.arti2 >= 0 && speed.arti2 <= 1023))
	{
		arti2_pos_command.data = ((((position.arti2*300)/1023)*PI)/180)-2.62;
		arti2_vel_command.data = speed.arti2/511;		
	}
	if (torque.arti3 != 0 && (position.arti3 >= 0 && position.arti3 <= 1023) && (speed.arti3 >= 0 && speed.arti3 <= 1023))
	{
		arti3_pos_command.data = ((((position.arti3*300)/1023)*PI)/180)-2.62;
		arti3_vel_command.data = speed.arti3/511;		
	}
	
	
	base_pos_pub_.publish(base_pos_command);
	arti1_pos_pub_.publish(arti1_pos_command);
	arti2_pos_pub_.publish(arti2_pos_command);
	arti3_pos_pub_.publish(arti3_pos_command);

	base_vel_pub_.publish(base_vel_command);
	arti1_vel_pub_.publish(arti1_vel_command);
	arti2_vel_pub_.publish(arti2_vel_command);
	arti3_vel_pub_.publish(arti3_vel_command);					
 
  } 
  void pinza(const brazo_fer::WriteServos& pinza)
  {	 
	ros::NodeHandle n;
 
   	ros::Publisher pinza_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/pinza_pos_controller/command", 1);
 	   
   	ros::Publisher pinza_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/pinza_vel_controller/command", 1);   	 	 
	  
	brazo_fer::Servos position = pinza.posicion;
	brazo_fer::Servos speed = pinza.velocidad;
	brazo_fer::Servos torque = pinza.par;
	
	std_msgs::Float64 pinza_pos_command;
	std_msgs::Float64 pinza_vel_command;	
	
 	if (torque.pinza != 0 && (position.pinza >= 0 && position.pinza <= 1023) && (speed.pinza >= 0 && speed.pinza <= 1023))
	{
		pinza_pos_command.data = ((((position.pinza*300)/1023)*PI)/180)-2.62;
		pinza_vel_command.data = speed.pinza/511;		
	}
	
	pinza_pos_pub_.publish(pinza_pos_command);
	pinza_vel_pub_.publish(pinza_vel_command);	
		
  }
  void pe(const sensor_msgs::JointState& pe)
  {
	ros::NodeHandle n;	  
	  
	ros::Publisher pose_pub_=n.advertise<brazo_fer::ReadServos>("pose_arm", 1);   
	  
	brazo_fer::ReadServos estado;
	  
	estado.posicion.base = ((((pe.position[0]+2.62)*180)/PI)*1023)/300;
	estado.posicion.arti1 = ((((pe.position[1]+2.62)*180)/PI)*1023)/300;
	estado.posicion.arti2 = ((((pe.position[2]+2.62)*180)/PI)*1023)/300;
	estado.posicion.arti3 = ((((pe.position[3]+2.62)*180)/PI)*1023)/300;
	estado.posicion.pinza = ((((pe.position[4]+2.62)*180)/PI)*1023)/300;
	
	estado.corriente.base = pe.effort[0]*1000;
	estado.corriente.arti1 = pe.effort[1]*1000;
	estado.corriente.arti2 = pe.effort[2]*1000;
	estado.corriente.arti3 = pe.effort[3]*1000;
	estado.corriente.pinza = pe.effort[4]*1000;
	
	pose_pub_.publish(estado);				
	
  }	  
  int main(int argc, char **argv)
  {
	  
	ros::init(argc, argv, "modelo_brazo");   
 
	ros::NodeHandle n;
 
  	ros::Subscriber move_sub_= n.subscribe("move_arm", 1, mover);
  	ros::Subscriber hand_sub_= n.subscribe("hand_arm", 1, pinza);
  	ros::Subscriber pe_sub_= n.subscribe("brazo/joint_states", 1, pe);
  	  	   	 
 
   	ros::Publisher base_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/base_pos_controller/command", 1);   
  	ros::Publisher arti1_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti1_pos_controller/command", 1); 
   	ros::Publisher arti2_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti2_pos_controller/command", 1);  	   
   	ros::Publisher arti3_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti3_pos_controller/command", 1);
   	ros::Publisher pinza_pos_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/pinza_pos_controller/command", 1);
 	    	
   	ros::Publisher base_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/base_vel_controller/command", 1);   
  	ros::Publisher arti1_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti1_vel_controller/command", 1); 
   	ros::Publisher arti2_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti2_vel_controller/command", 1);  	   
   	ros::Publisher arti3_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/arti3_vel_controller/command", 1);  
   	ros::Publisher pinza_vel_pub_=n.advertise<std_msgs::Float64>("brazo/pinza_vel_controller/command", 1); 
   	
   	ros::Publisher pose_pub_=n.advertise<brazo_fer::ReadServos>("pose_arm", 1);   	   	  
	
	ros::spin();  
 
        return 0;
  }


Para compilarlo y generar el ejecutable se debe añadir la siguiente línea de código al archivo "CMakeLists.txt" del package creado, donde indicamos el nombre para el ejecutable y la ruta y nombre del archivo a compilar: 

rosbuild_add_executable(control_modelo src/control_modelo.cpp)

Para compilar el programa hay que situarse en el directorio del package. Simplemente con ejecutar la siguiente secuencia de comandos en un terminal se compilará y creará el ejecutable, siempre que no existan errores: 

roscd brazo_fer_modelo
make

Simulación de programas de control

Lo primero vamos a modificar el launcher "brazo_gazebo.launch", creado previamente, para añadir el programa interfaz entre los programas de control y el modelo del brazo. Deberemos añadir la siguiente linea al final antes de la etiqueta "</launch>": 

  <node name="control_modelo" pkg="brazo_fer_modelo" type="control_modelo" />

Primer programa de control (Ven aquí)

El programa de control es el mismo que se ha desarrollado para el brazo real. Para su simulación ejecutaremos primero el launcher que inicia el simulador, carga el modelo y los controladores, y el programa interfaz, ejecutando en un terminal el siguiente comando: 

roslaunch brazo_fer_modelo brazo_gazebo.launch

Una vez se haya iniciado el simulador gazebo podremos iniciar el programa de control ejecutando en otro terminal el siguiente comando: 

rosrun brazo_fer control_v01

Para poder publicar las coordenadas del punto al que queremos que se desplace el brazo, debemos publicar en el topic "point", al que esta suscrito el programa de control para recibir el punto. Ejecutaremos en un nuevo terminal el siguiente comando: 

rostopic pub point geometry_msgs/Point '{x: 100, y: 0, z: 180}' --once

El brazo comenzará a desplazarse y se detendrá al llegar al punto que le hemos indicado. En el siguiente vídeo se puede ver como el brazo se posiciona en el punto que le indicamos desde su posición inicial:

<videoflash>S9kUKYysm0M</videoflash>
Ver vídeo en YouTube

Segundo programa de control (Agarra la lata)

Lo primero debemos crear la lata que va a coger el brazo. Crearemos un archivo URDF llamado "lata.urdf", que colocaremos en nuestro package, con el siguiente contenido: 

<?xml version="1.0"?>

<robot name="lata">

<link name="world" />

<joint name="fixed" type="floating">
  <parent link="world"/>
  <child link="lata_link"/>
  <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
</joint>

<link name="lata_link">
  <visual>
    <geometry>
      <cylinder radius="0.03" length="0.125" />
    </geometry>
    <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0625" />
    <material name="red">
      <color rgba="1 0 0 1" />
    </material>
  </visual>
  <collision>
    <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0625" />
    <geometry>
      <cylinder radius="0.03" length="0.125" />
    </geometry>
  </collision>
  <inertial>
    <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0625" />
    <mass value="0.01" />
      <inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.001" iyz="0.0" izz="0.001"/>  
  </inertial>
</link>

<gazebo reference="lata_link">
  <material>Gazebo/Red</material>
  <mu1>0.9</mu1>
  <mu2>0.9</mu2>
  <selfCollide>true</selfCollide>
  <turnGravityOff>false</turnGravityOff>  
</gazebo>

</robot>

También deberemos añadir la siguiente línea al archvo "brazo_gazebo.launch", que carga la lata en gazebo en la posición xyz = (-0.15 0.21 0): 

<node name="spawn_lata" pkg="gazebo" type="spawn_model" args="-file $(find brazo_fer_modelo)/lata.urdf -urdf -x -0.15 -y 0.21 -model lata" respawn="false" output="screen" />

El programa de control es el mismo que se ha desarrollado para el brazo real. Para su simulación ejecutaremos primero el launcher que inicia el simulador, carga el modelo y los controladores,la lata y el programa interfaz, ejecutando en un terminal el siguiente comando: 

roslaunch brazo_fer_modelo brazo_gazebo.launch

Una vez se haya iniciado el simulador gazebo podremos iniciar el programa de control ejecutando en otro terminal el siguiente comando: 

rosrun brazo_fer control_v02

Para poder publicar las coordenadas del punto donde se encuentra la lata, debemos publicar en el topic "point", al que esta suscrito el programa de control para recibir el punto. Ejecutaremos en un nuevo terminal el siguiente comando: 

rostopic pub point geometry_msgs/Point '{x: 145, y: 0, z: 180}' --once
  • nota: El sismtema de coordenadas del simulador no coincide con el tomado para el brazo, por lo que el punto no es el mismo cuando indicamos la posición del objeto en el mundo y cuando indicamos la posición del objeto al brazo, además hemos indicado un punto alejado del centro del objeto para evitar la colisión.

El brazo se situará en la posición de partida y al indicarle el punto donde se encuentra el objeto se desclazará hasta sus proximidades y se situará para para agarrarlo, cuando lo tenga sujeto se lo llevará cerca de él. En el siguiente vídeo se puede ver como el brazo recoge la lata partiendo desde su posición inicial:

<videoflash>16aR8XXHnmw</videoflash>
Ver vídeo en YouTube


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