本期介绍使用moveit配置机械臂模型以及使用rviz和gazebo实现机械臂运动控制和仿真的过程。
开始之前，请先安装moveit：
# 确认安装的ros为最新版本
rosdep update
sudo apt-get update
sudo apt-get dist-upgrade
# 确认catkin已安装
sudo apt-get install ros-melodic-catkin python-catkin-tools
# 安装moveit
sudo apt install ros-melodic-moveit这里是moveit的官方教程，若对上述过程有疑惑请先参考官方文档，同时，官方文档提供了示例代码与测试说明，如有需要请自行下载编译测试。
本仓库包含完整的配置文件，可以直接跳转至机械臂仿真与控制小结将相关文件复制至工作空间中编译运行即可。
本文档从配置机械臂模型小结开始介绍使用moveit配置机械臂的过程。如果你不熟悉这一过程，我们强烈建议跟随本文档完成一遍配置，在进行配置之前，需要先屏蔽仓库中已有的配置文件，我们提供了一个名为phase2_self_config的git tag以方便操作，如下：
# 我们为每一期内容添加了一个tag，可以使用以下指令查看所有tag
# git tag
cd ~/AerialManipulator
git checkout phase2_self_config # 删除了第二期中已配置好的文件
# 切换回main branch可以使用以下指令
# git checkout main执行：
roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch若moveit正常安装，即可启动moveit：
如下图，创建新的moveit configuration package，选择arm.xacro（路径为<path_to_mobot_urdf>/urdf/arm.xacro），点击加载文件（Load Files）即可载入机械臂模型：
模型文件加载完成后，可以看到moveit的配置界面，本文档以下内容与此界面左侧选项对应，未说明的部分不需操作可直接跳过：
此时的机械臂模型是静态模型，通过以下配置配置完成机械臂运动控制仿真。
点击Self-Collision生成碰撞矩阵。
不需调整参数，直接生成碰撞矩阵即可：
点击Planning Groups创建规划组，依次创建机械臂连杆（arm）和抓手（gripper）两个规划组：
点击Add Group按钮新建arm规划组，选择kdl为动力学求解器：
点击Add Kin. Chain为机械臂连杆添加铰链，选择Base Link为base_link，Tip Link为link6：
用同样的方式创建gripper规划组，机械臂末端抓手不涉及运动规划，动力学求解器设置为None：
点击Add Joints为机械臂末端抓手添加关节，将finger_joint1和finger_joint2添加到Selected Joints中:
点击Robot Poses定义机械臂姿态。
点击Add Pose为机械臂添加姿态，如下图定义各关节位置参数均为0值生成init姿态：
通过设置各关节的不同位置定义机械臂的姿态，这里定义了三个姿态，分别为init，p1和p2：
点击End Effectors定义末端执行器。
分别指定End Effector Name，End Effector Group和Parent Link即可：
点击Simulation生成urdf模型文件。
moveit可以生成配置好的机械臂的模型文件：
点击Author Information填写作者信息。
注意请不要跳过此步，否则无法正确生成配置文件。
点击Configuration Files生成配置文件，注意配置文件保存的路径。
由moveit直接生成的配置文件无法直接为ROS所用，完成如上操作后，还需修改部分配置文件的内容，以下给出需要修改的文件的地址以及文件内容，将正确的文件复制替换直接生成的文件即可，但同时建议查看文件内容。
注意上一期文档中我们默认你将本项目仓库克隆至用户家目录下，ROS工作空间位于当前用户家目录下。方便起见我们保持此假设，moveit配置目录相应地位于~/catkin_ws/src/marm_moveit_config。
cd ~/catkin_ws/src/marm_moveit_config/config # 注意文件路径
gedit ros_controllers.yaml # 使用你习惯的编辑器，这里以gedit为例，下同将文件内容改为：
controller_manager_ns: controller_manager
controller_list:
- name: arm/arm_joint_controller
action_ns: follow_joint_trajectory
type: FollowJointTrajectory
default: true
joints:
- joint1
- joint2
- joint3
- joint4
- joint5
- joint6
- name: arm/gripper_controller
action_ns: follow_joint_trajectory
type: FollowJointTrajectory
default: true
joints:
- finger_joint1
- finger_joint2cd ~/catkin_ws/src/marm_moveit_config/launch # 注意文件路径
gedit moveit_planning_execution.launch将文件内容改为：
<launch>
# The planning and execution components of MoveIt! configured to
# publish the current configuration of the robot (simulated or real)
# and the current state of the world as seen by the planner
<include file="$(find marm_moveit_config)/launch/move_group.launch">
<arg name="publish_monitored_planning_scene" value="true" />
</include>
# The visualization component of MoveIt!
<include file="$(find marm_moveit_config)/launch/moveit_rviz.launch"/>
<!-- We do not have a robot connected, so publish fake joint states -->
<node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher">
<param name="/use_gui" value="false"/>
<rosparam param="/source_list">[/arm/joint_states]</rosparam>
</node>
</launch>在编写启动文件之前，还需要创建两个必要的配置文件。
# 创建marm_trajectory_control.yaml
cd ~/catkin_ws/src/mobot_urdf/config
gedit marm_trajectory_control.yaml文件内容为：
arm:
arm_joint_controller:
type: "position_controllers/JointTrajectoryController"
joints:
- joint1
- joint2
- joint3
- joint4
- joint5
- joint6
gains:
joint1: {p: 1000.0, i: 0.0, d: 0.1, i_clamp: 0.0}
joint2: {p: 1000.0, i: 0.0, d: 0.1, i_clamp: 0.0}
joint3: {p: 1000.0, i: 0.0, d: 0.1, i_clamp: 0.0}
joint4: {p: 1000.0, i: 0.0, d: 0.1, i_clamp: 0.0}
joint5: {p: 1000.0, i: 0.0, d: 0.1, i_clamp: 0.0}
joint6: {p: 1000.0, i: 0.0, d: 0.1, i_clamp: 0.0}
gripper_controller:
type: "position_controllers/JointTrajectoryController"
joints:
- finger_joint1
gains:
finger_joint1: {p: 50.0, d: 1.0, i: 0.01, i_clamp: 1.0}# 创建arm_gazebo_joint_states.yaml
cd ~/catkin_ws/src/mobot_urdf/config
gedit arm_gazebo_joint_states.yamlarm:
# Publish all joint states -----------------------------------
joint_state_controller:
type: joint_state_controller/JointStateController
publish_rate: 250 注意若在其他目录下创建这两个文件，需要修改相关launch文件（如marm_gazebo_states.launch）中的加载路径。
编写启动文件。
# marm_gazebo_states.launch
cd ~/catkin_ws/src/mobot_urdf/launch
gedit marm_gazebo_states.launch文件内容为：
<launch>
<!-- 将关节控制器的配置参数加载到参数服务器中 -->
<rosparam file="$(find mobot_urdf)/config/arm_gazebo_joint_states.yaml" command="load"/>
<node name="joint_controller_spawner" pkg="controller_manager" type="spawner" respawn="false"
output="screen" ns="/arm" args="joint_state_controller" />
<!-- 运行robot_state_publisher节点，发布tf -->
<node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher"
respawn="false" output="screen">
<remap from="/joint_states" to="/arm/joint_states" />
</node>
<rosparam file="$(find mobot_urdf)/config/marm_trajectory_control.yaml" command="load"/>
<node name="arm_controller_spawner" pkg="controller_manager" type="spawner" respawn="false"
output="screen" ns="arm/" args="arm_joint_controller"/>
<node name="gripper_controller_spawner" pkg="controller_manager" type="spawner" respawn="false"
output="screen" ns="arm/" args="gripper_controller"/>
</launch>该文件中生成了连杆（arm）和抓手（gripper）两个部分的控制器，实际只用到了连杆部分。
# marm.launch
cd ~/catkin_ws/src/mobot_urdf/launch
gedit marm.launch文件内容如下：
<launch>
<arg name="x" default="0"/>
<arg name="y" default="0"/>
<arg name="z" default="0"/>
<arg name="R" default="0"/>
<arg name="P" default="0"/>
<arg name="Y" default="0"/>
<arg name="robot_description" default="robot_description"/>
<!-- gazebo configs -->
<arg name="gui" default="true"/>
<arg name="debug" default="false"/>
<arg name="verbose" default="false"/>
<arg name="paused" default="false"/>
<arg name="respawn_gazebo" default="false"/>
<!-- Gazebo sim -->
<include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch">
<arg name="gui" value="$(arg gui)"/>
<arg name="debug" value="$(arg debug)"/>
<arg name="verbose" value="$(arg verbose)"/>
<arg name="paused" value="$(arg paused)"/>
<arg name="respawn_gazebo" value="$(arg respawn_gazebo)"/>
</include>
<param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro --inorder '$(find mobot_urdf)/urdf/arm.xacro'"/>
<node name="urdf_spawner" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" respawn="false" output="screen"
args="-urdf -model arm -x 0 -y 0 -z 0 -param robot_description"/>
<!-- ros_control arm launch file -->
<include file="$(find mobot_urdf)/launch/marm_gazebo_states.launch" />
<!-- moveit launch file -->
<include file="$(find marm_moveit_config)/launch/moveit_planning_execution.launch" />
<node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz" args="-d $(find mobot_urdf)/urdf/3-axis/test.rviz"/>
</launch>至此，本期所有配置内容说明完毕。
在这一步，保证工作空间中包含上述所有模型与配置文件，具体地说，确认你的工作空间中包含正确的mobot_urdf目录和完整的marm_moveit_config目录。可以通过以下指令查看第二期的相关内容：
cd ~/AerialManipulator
git checkout phase2
# 使用以下指令还原到main branch
git checkout main
确认无误后将这两个目录复制到ROS工作空间中，如果按上述过程自行完成配置则可跳过这一步。编译运行，启动rviz和gazbo：
#
cd ~/catkin_ws/
catkin_make
source devel/setup.bash
roslaunch mobot_urdf marm.launch 
点击add添加moveit插件：
将Global Options下的Fixed Frame设置为base_link即可在MotionPlanning窗口修改Start State和Goal State内容设置起止姿态（如图红框2），也可拖动机械臂抓手之间的小球设置机械臂的目标姿态（如图红框3）：
点击Plan & Execute即可实现机械臂运动控制效果如下：
至此机械臂模型的构建、运动控制和仿真介绍完毕，下期介绍机械臂视觉，即控制机械臂跟随二维码运动。
执行上述过程中遇到的任何问题可提交issue讨论。部分常见问题会包含在视频教程中供大家参考。