Robot Operating System——多个自由度的关节状态信息

本文主要是介绍Robot Operating System——多个自由度的关节状态信息，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

大纲

应用场景
定义
- 字段解释
案例

sensor_msgs::msg::MultiDOFJointState 是 ROS (Robot Operating System) 中的一个消息类型，用于表示具有多个自由度（Degrees of Freedom, DOF）的关节状态。它通常用于传输和处理机器人中复杂关节的状态信息。

应用场景

机器人控制
- 多自由度机械臂：在多自由度机械臂中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示每个关节的状态，包括位置、速度和加速度。它可以帮助控制和监控机械臂的运动。
- 仿人机器人：在仿人机器人中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示复杂的关节状态，如肩膀、肘部、膝盖等多个自由度的关节。
无人机
- 姿态控制：在无人机系统中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示无人机的姿态，包括位置和方向。它可以帮助控制无人机的飞行姿态和轨迹。
- 多旋翼控制：在多旋翼无人机中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示每个旋翼的状态，帮助实现精确的姿态控制和稳定飞行。
移动机器人
- 全向移动平台：在全向移动平台中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示每个轮子的状态，包括位置和速度。它可以帮助实现复杂的移动控制，如全向移动和旋转。
- 履带式机器人：在履带式机器人中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示每个履带的状态，帮助实现精确的运动控制。
仿真和虚拟现实
- 机器人仿真：在机器人仿真中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示虚拟机器人的关节状态，帮助进行仿真测试和验证。
- 虚拟现实：在虚拟现实系统中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示虚拟角色的关节状态，帮助实现逼真的动作和交互。
工业自动化
- 复杂机械设备：在工业自动化中，MultiDOFJointState 消息可以用于表示复杂机械设备的关节状态，如多自由度机械手、自动化生产线等。
- 状态监控：通过监控关节状态，可以实现对机械设备的实时监控和故障诊断，提高生产效率和设备可靠性。

定义

namespace sensor_msgs
{
namespace msg
{struct MultiDOFJointState
{std_msgs::msg::Header header;std::vector<std::string> joint_names;std::vector<geometry_msgs::msg::Transform> transforms;std::vector<geometry_msgs::msg::Twist> twist;std::vector<geometry_msgs::msg::Wrench> wrench;
};}  // namespace msg
}  // namespace sensor_msgs

字段解释

header：消息头，包含时间戳和坐标系信息。
joint_names：关节名称的数组。
transforms：每个关节的变换（位置和方向）的数组。
twist：每个关节的速度（线速度和角速度）的数组。
wrench：每个关节的力和力矩的数组。

案例

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "sensor_msgs/msg/multi_dof_joint_state.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/transform.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/twist.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/wrench.hpp"class MultiDOFJointStatePublisher : public rclcpp::Node
{
public:MultiDOFJointStatePublisher(): Node("multi_dof_joint_state_publisher"){publisher_ = this->create_publisher<sensor_msgs::msg::MultiDOFJointState>("multi_dof_joint_state", 10);timer_ = this->create_wall_timer(500ms, std::bind(&MultiDOFJointStatePublisher::publish_joint_state, this));}private:void publish_joint_state(){auto message = sensor_msgs::msg::MultiDOFJointState();message.header.stamp = this->now();message.header.frame_id = "base_link";message.joint_names = {"joint1", "joint2"};geometry_msgs::msg::Transform transform;transform.translation.x = 1.0;transform.translation.y = 0.0;transform.translation.z = 0.0;transform.rotation.x = 0.0;transform.rotation.y = 0.0;transform.rotation.z = 0.0;transform.rotation.w = 1.0;message.transforms.push_back(transform);message.transforms.push_back(transform);geometry_msgs::msg::Twist twist;twist.linear.x = 0.1;twist.linear.y = 0.0;twist.linear.z = 0.0;twist.angular.x = 0.0;twist.angular.y = 0.0;twist.angular.z = 0.1;message.twist.push_back(twist);message.twist.push_back(twist);geometry_msgs::msg::Wrench wrench;wrench.force.x = 0.0;wrench.force.y = 0.0;wrench.force.z = 0.0;wrench.torque.x = 0.0;wrench.torque.y = 0.0;wrench.torque.z = 0.0;message.wrench.push_back(wrench);message.wrench.push_back(wrench);RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing multi DOF joint state data");publisher_->publish(message);}rclcpp::Publisher<sensor_msgs::msg::MultiDOFJointState>::SharedPtr publisher_;rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
};int main(int argc, char * argv[])
{rclcpp::init(argc, argv);rclcpp::spin(std::make_shared<MultiDOFJointStatePublisher>());rclcpp::shutdown();return 0;
}