ROS2 industrial manipulation Pick and Drop

In deze opdrachten gaan we een robotarm gebruiken om object(in dit geval een battery) op te pakken en te verplaatsen naar een andere locatie, in dit geval een bak.

Je kunt de simulatie omgeving starten met de volgende commando’s:

ros2 launch manipulation environment_w_gazebo.launch.py

Je zult zien dat er naast RVIZ ook Gazebo wordt gestart. Er zit enig verschil tussen de twee omgevingen. Gazebo is een fysische simulator, dus objecten kunnen vallen, rollen, botsen etc. RVIZ is een visualisatie tool en heeft geen fysische eigenschappen.

In Gazebo kun je nu een object spawnen met de volgende commando’s:

ros2 launch manipulation spawn_battery.launch.py

Je ziet nu een battery op de tafel verschijnen in Gazebo. Dit opject is nog niet zichtbaar in RVIZ. Dit komt omdat RVIZ alleen de robot en de omgeving laat zien, maar niet de objecten die in Gazebo zijn gespawnd. We zullen dit later bij de opdrachten van transfer frames behandelen. De Opdracht is in twee delen opgesplitst.

  1. Het bewegen van de robot arm naar de battery toe en vervolgens naar de bak.

  2. Het daadwerkelijk oppakken van de battery en droppen van de battery in de bak door het aansturen van de vacuum-gripper.

Sluit de simulatie af met CTRL+C in de terminal waar je de simulatie hebt gestart.

Opdracht 1 Verplaatsen van de battery op de tafel naar en bak

In deze opdracht ga je de robot arm bewegen naar de battery en vervolgens naar de bak. Hiervoor kun je gebruik maken van de moveit2 commando’s die we in de vorige opdrachten hebben behandeld.

1.1 Moveit2 setup

De robot configuratie kun je vinden in de package manipulation_moveit_config.

  1. Open de setup_assistant

  2. Voeg een extra robot-pose toe met de naam “drop”, de pose moet zo zijn dat de gripper boven de bak hangt

  3. Sla de configuratie op, zorg ervoor dat alleen het srdf-bestand wordt overschreven.

1.2 Pas het programma aan

De battery staat op de tafel op de volgende positie:

  • x: 0.4

  • y: -0.4

  • z: 0.18

  • roll: 3.1415927

  • pitch: 0.0

  • yaw: 0.0

Deze positie is relatief ten opzichte van de robot basis.

De robot moet de volgende stappen uitvoeren:

  1. Beweeg naar de “home” positie

  2. Beweeg naar de positie boven de battery (x: 0.4, y: -0.4, z: (0.18 + 0.12))

  3. Beweeg naar de positie van de battery (x: 0.4, y: -0.4, z: 0.18)

  4. Beweeg terug naar de positie boven de battery (x: 0.4, y: -0.4, z: (0.18 + 0.12))

  5. Beweeg naar de “home” positie

  6. Beweeg naar de “drop” positie

  7. Beweeg terug naar de “home” positie

  8. Sluit het programma af

Instructies:

  1. Pas het pyhton script “assignment2.py” van de package manipulation aan op de plaatsen van TODO 1.

  2. Voeg de “assignment2.py” aan de setup.py van de pacakge manipulation toe zodat deze als een commando kan worden uitgevoerd.

  3. Start de simulatie omgeving zoals hierboven beschreven.

  4. Run het script met het volgende commando:

def move_to_battery(self, pose, z_offset = 0.0):
    # beweeg naar de positie van het battery met z_offset

Opdracht 2 Battery oppakken met de vacuum gripper

In deze opdracht ga je de robot arm gebruiken om de battery op te pakken en te verplaatsen. Hiervoor moet je de gripper aansturen. De gripper kan worden aangestuurd door een waarde naar het "/vacuum_gripper/control/enable" te sturen.

Start de simulatie omgeving zoals hierboven beschreven.

Probeer met de ros2 topic commando’s informatie te krijgen over de gripper. Belangrijk hierbij is dat je het message type achterhaald.

Pas het script “assignament2.py” aan: In het script is een al voorbereide class VacuumGripper(Node) gemaakt. Deze class heeft de volgende functies:

  • init(): initialiseerd de node en de publisher van de gripper

  • pull(): stuurt een specefieke waarde het topic van de gripper om deze te activeren

  • release(): stuurt een specefieke waarde het topic van de gripper om deze te deactiveren

Voeg aan het script bij de TODO 2’s de code aan om: de gripper te laten functioneren.

Test je script en kijk of de robot de battery oppakt en in de bak laat vallen.

  • pull(): stuurt een specifieke waarde het topic van de gripper om deze te activeren

  • release(): stuurt een specifieke waarde het topic van de gripper om deze te deactiveren

ros2 launch manipulation spawn_battery.launch.py

Opdracht 3: Vereenvoudigen van het script

Je zult in je script zien dat je een aantal keer dezelfde code gebruikt om naar een pose te bewegen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de herhaalde reeks bewegingen om eerst boven de battery te gaan staan, vervolgens naar de battery toe te bewegen, en daarna weer terug naar een veilige hoogte, of een vergelijkbare reeks naar de bak. Probeer deze herhaalde code te vereenvoudigen door een functie te maken die deze bewegingen uitvoert. Deze functie moet de volgende parameters hebben:

def move_to_object(self, translation, rotation, z_offset = 0.0):

Deze functie is al leeg gemaakt in het script in de klasse manipulatorController(Node)(zie bij TODO 3). Vul deze functie aan zodat deze de bewegingen uitvoert. Pas vervolgens de rest van het script aan zodat deze gebruik maakt van deze functie.