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钢铁侠庄园:基于ROS的机器人运动脑通信-控制机制

2017-08-26 15:18 高工机器人网 阅读:14268
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摘要在今日由高工产研、中国电子学会主办,高工机器人、汤尼机器人承办的“ROS全球开发者高峰论坛”上,庄园带来了主题为“基于ROS的机器人运动脑通信-控制机制”的主题演讲。

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  【文/杨阳】早前,钢铁侠联合创始人庄园在接受高工机器人采访时表示,之所以选用ROS作为公司产品ART机器人的底层操作系统主要基于三点原因,分别是:其一,ROS是机器人开发者关注和学习最多的系统,使用该系统便于更多的开发者对ART机器人进行算法研究和开发;其二,ROS系统提供了设备驱动、可视化界面等功能,方便钢铁侠对其进行优化及扩展;其三,ROS的仿真环境可以更方便机器人进行模型抽象、通信、控制等操作。


  【专访】钢铁侠庄园:ROS系统应用于仿人机器人的三大优越性

  在今日由高工产研、中国电子学会主办,高工机器人、汤尼机器人承办的“ROS全球开发者高峰论坛”上,庄园带来了主题为“基于ROS的机器人运动脑通信-控制机制”的主题演讲。

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  ART总体结构、ARTNET与ART开发平台

  演讲开始,庄园首先从ART机器人的发展历程入手向与会嘉宾讲解了ART的总体结构。2016年3月,ATR机器人的初代产品“ART-0”诞生,这是一款双腿机器人,有90cm高,12个自由度。2017年1月,公司出品了133cm高,具有26个自由度的机器人ART-1。据了解,这款产品具有“can walk up and down stairs and realize whole body motion control”的功能。在本届世界机器人大会上,第三代ART-2正式面世,该机器人高137cm,具有36个自由度。

  “ART-2平台包括2台计算机,分别叫做Cerebellum与BigBrain。其中Cerebellum上安装了实时内核补丁,连接着控制总线(ARTNET)。BigBrain运行着普通的linux内核。”庄园介绍说。

  在ART总体结构基础上,基于“多节点的上千Hz的控制频率、给开发者提供更加方便的接口”等切实需求,钢铁侠科技进一步搭建了ARTNET。在其驱动下,驱动与机器人的控制程序可以相互独立。与此同时,实现了一套能够访问到所有底层硬件资源的API。而在采用零拷贝和实时内核等技术的情况下,系统性能得以提高。

  此外,机器人运动脑也离不开主站的支持。“ARTNET的主站主要管理Cerebellum与节点之间的通信,与Cerebellum采用PCIE通信,与节点采用多路差分。”庄园继续补充道,它可以获取到所有节点的所有数据,但是它暴露给Cerebellum 的数据是可配置的。而一旦Cerebellum配置主站完成,主站就可以独立运行。

  基于ROS的平台基础及开发环境 ART平台可完美支持ROS

  除了ART总体结构和ARTNET,演讲第三部分是对ART开发平台的介绍。“ART机器人系统基于ROS组成。在ROS基础上,我们提供了以下的几个平台基础:1、丰富的底层接口;2、基本的运动学功能;3、无缝衔接的仿真环境;以及丰富的操作案例。”庄园表示说。

  此外,在开发环境上,ART平台可以完美支持ROS,提供命令及封装接口,以及大量开源支持二次开发需求。而基于Gazebo的仿真平台则可以与硬件形成无缝衔接的接口设计。

  最后,庄园表示,目前钢铁侠科技采用了修改后的ROS-control组件,其目的是兼容实体机器人以及仿真器。

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