机器人功能扩展

机器人运动学模型、状态发布、轨迹规划等功能扩展 更多...

机器人功能扩展 的协作图:

类
class	rm::lpss::ctl::ControlLawBase
	【控制律组件】控制律基类，供 RobotController 组合调用 更多...
class	rm::lpss::ctl::UnitTF
	【控制律组件】单位传递函数， \(G(s)=1\) 更多...
class	rm::lpss::ctl::FeedForward
	【控制律组件】离散动态全补偿的前馈环节，适合在已知系统模型或有外部扰动补偿需求时使用 更多...
class	rm::lpss::ctl::PID
	【控制律组件】单环离散比例-积分-微分控制器 更多...
class	rm::lpss::RobotPlanner
	机器人规划模块，提供 URDF 解析、正/逆运动学求解、轨迹规划等运动学功能 更多...
class	rm::lpss::RobotController
	机器人控制模块 更多...
class	rm::lpss::RobotStatePublisher
	机器人状态发布者，周期性发布动态 TF、静态 TF 和 URDF 消息 更多...
class	rm::lpss::async::RobotStatePublisher
	异步机器人状态发布者，基于定时器周期性发布动态 TF、静态 TF 和 URDF 消息 更多...

类型定义
using	rm::lpss::ctl::InSampleMapping = void (*)(const msg::JointState &d_in, const msg::JointState &fb_in, std::vector<double> &d_out, std::vector<double> &fb_out) noexcept
	输入采样映射，定义了如何从 JointState 中提取向量供控制律计算使用
using	rm::lpss::ctl::OutSampleMapping = void (*)(std::vector<double> cmd_in, msg::JointState &cmd_out) noexcept
	输出采样映射，定义了如何将控制律计算结果写回 JointState 输出

枚举
enum class	rm::lpss::ctl::ControlStatus : uint8_t { rm::lpss::ctl::ControlStatus::Ok = 0 , rm::lpss::ctl::ControlStatus::InvalidInput , rm::lpss::ctl::ControlStatus::Diverged , rm::lpss::ctl::ControlStatus::Failed }
	控制律计算状态 更多...

函数
void	rm::lpss::ctl::basic_pos_imapping (const msg::JointState &d_in, const msg::JointState &fb_in, std::vector< double > &d_out, std::vector< double > &fb_out) noexcept
	基础位置采样输入映射，从 position 字段提取
void	rm::lpss::ctl::basic_vel_imapping (const msg::JointState &d_in, const msg::JointState &fb_in, std::vector< double > &d_out, std::vector< double > &fb_out) noexcept
	基础速度采样输入映射，从 velocity 字段提取
void	rm::lpss::ctl::basic_eff_imapping (const msg::JointState &d_in, const msg::JointState &fb_in, std::vector< double > &d_out, std::vector< double > &fb_out) noexcept
	基础力矩采样输入映射，从 effort 字段提取
void	rm::lpss::ctl::basic_pos_omapping (std::vector< double > cmd_in, msg::JointState &cmd_out) noexcept
	基础位置采样输出映射，将结果写回 position 字段
void	rm::lpss::ctl::basic_vel_omapping (std::vector< double > cmd_in, msg::JointState &cmd_out) noexcept
	基础速度采样输出映射，将结果写回 velocity 字段
void	rm::lpss::ctl::basic_eff_omapping (std::vector< double > cmd_in, msg::JointState &cmd_out) noexcept
	基础力矩采样输出映射，将结果写回 effort 字段

详细描述

机器人运动学模型、状态发布、轨迹规划等功能扩展

该模块提供了

• 机器人运动学模型规划器 lpss::RobotPlanner ，支持 URDF 解析、正/逆运动学求解、轨迹规划等功能
• 机器人状态发布者，通过传入 lpss::RobotPlanner 对象和 lpss::Node （或 lpss::async::Node ）节点对象周期性发布动态 TF、静态 TF、URDF 和 JointTrajectory 消息，一般在调试时供其他模块订阅使用
• 相关消息类型转换函数，如四元数乘法、位姿变换、复合 SE(3) 变换等

类型定义说明

InSampleMapping

using rm::lpss::ctl::InSampleMapping = void (*)(const msg::JointState &d_in, const msg::JointState &fb_in, std::vector<double> &d_out, std::vector<double> &fb_out) noexcept

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

输入采样映射，定义了如何从 JointState 中提取向量供控制律计算使用

参数

[in]	d_in	msg::JointState 表示的期望值
[in]	fb_in	msg::JointState 表示的反馈值
[out]	d_out	std::vector 表示的期望值，供控制律计算使用
[out]	fb_out	std::vector 表示的反馈值，供控制律计算使用

用户可自定义此类函数实现复杂的提取逻辑，如多字段融合等

OutSampleMapping

using rm::lpss::ctl::OutSampleMapping = void (*)(std::vector<double> cmd_in, msg::JointState &cmd_out) noexcept

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

输出采样映射，定义了如何将控制律计算结果写回 JointState 输出

参数

[in]	cmd_in	std::vector 表示的控制量，这是控制律的直接输出
[out]	cmd_out	msg::JointState 表示的控制量，供用户使用

枚举类型说明

ControlStatus

enum class rm::lpss::ctl::ControlStatus : uint8_t

strong

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

控制律计算状态

枚举值
Ok	本周期计算成功
InvalidInput	输入维度或数据非法
Diverged	计算过程发散
Failed	其他失败

函数说明

basic_eff_imapping()

void rm::lpss::ctl::basic_eff_imapping ( const msg::JointState & d_in, const msg::JointState & fb_in, std::vector< double > & d_out, std::vector< double > & fb_out )

noexcept

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

基础力矩采样输入映射，从 effort 字段提取

函数调用图:

basic_eff_omapping()

void rm::lpss::ctl::basic_eff_omapping ( std::vector< double > cmd_in, msg::JointState & cmd_out )

noexcept

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

基础力矩采样输出映射，将结果写回 effort 字段

函数调用图:

basic_pos_imapping()

void rm::lpss::ctl::basic_pos_imapping ( const msg::JointState & d_in, const msg::JointState & fb_in, std::vector< double > & d_out, std::vector< double > & fb_out )

noexcept

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

基础位置采样输入映射，从 position 字段提取

函数调用图:

basic_pos_omapping()

void rm::lpss::ctl::basic_pos_omapping ( std::vector< double > cmd_in, msg::JointState & cmd_out )

noexcept

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

基础位置采样输出映射，将结果写回 position 字段

函数调用图:

basic_vel_imapping()

void rm::lpss::ctl::basic_vel_imapping ( const msg::JointState & d_in, const msg::JointState & fb_in, std::vector< double > & d_out, std::vector< double > & fb_out )

noexcept

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

基础速度采样输入映射，从 velocity 字段提取

函数调用图:

basic_vel_omapping()

void rm::lpss::ctl::basic_vel_omapping ( std::vector< double > cmd_in, msg::JointState & cmd_out )

noexcept

#include <rmvl/lpss/ctl/base.hpp>

基础速度采样输出映射，将结果写回 velocity 字段

函数调用图: