【scene_manager】与 MoveIt 机器人的规划场景进行交互

scene_manager

Scene Manager包是由 Robotnik 创建的 ROS 包，旨在帮助构建和与 MoveIt 机器人的规划场景进行交互。

背景信息

MoveIt 规划场景

• 是一个用于存储机器人周围世界的表示（外部碰撞）以及机器人自身状态（内部碰撞和当前位置）的对象。
• 碰撞环境可以使用 MoveIt 碰撞对象或 Octomap 构建。
• 规划场景在路径规划期间被 MoveIt 使用，以获取无碰撞的轨迹。
• 准确表示世界是非常重要的。
• MoveIt 允许用户与规划场景中存在的碰撞对象进行交互（附加、分离对象）。

Scene Manager

• 便于创建规划场景以及与规划场景的交互。
• 继承自 moveit::planning_interface::PlanningSceneInterface 类的 C++ 类。
• 提供一个 API，允许用户轻松与 MoveIt 规划场景进行交互。

优势

• MoveIt 碰撞对象可以在 YAML 文件中轻松定义，并且可以随时修改。
• 允许用户构建相同对象的矩阵（适用于托盘化应用）。
• 添加了与对象交互的新功能（例如：相对于对象移动，启用/禁用与对象的碰撞检测等）。
• 暴露 ROS 服务以调用所有 Scene Manager 功能，外部用户可以轻松与环境交互。
• 包含 RViz 中对象名称的可视化。
• 在 TF 树中发布相对于世界的对象框架。

如何将 Scene Manager 添加到项目中

1. 将 scene_manager 和 scene_manager_msgs 包添加到 catkin 工作空间。

2. 在将使用 Scene Manager 的 ROS 包中，在 CMakeLists.txt 和 package.xml 文件中添加对上述包的依赖。

3. 将 Scene Manager 库添加到您正在开发的 CPP 节点中：

   #include <corosect_manipulation/scene_manager.h>
   

4. 创建 SceneManager 类的对象：

   ros::NodeHandle nh;
   // 初始化 Scene Manager
   bool wait = true;
   std::unique_ptr<SceneManager> scene_manager_ = std::make_unique<SceneManager>(nh, wait);
   

Scene Manager YAML

允许用户轻松将碰撞对象添加到规划场景中，每个对象需要添加以下属性：

• spawn: 默认情况下，对象在 Scene Manager 初始化场景时被添加到规划场景中。
• static: 静态对象无法被操作，也无法改变其在空间中的位置。
• frame_id: 对象在场景中的位置相对于此坐标轴定义。
• geometry: 几何形状（盒子）或网格文件的路径（package://ros_package_name/route_to_file_folder/mesh_file_name.stl）。
• pose: 相对于 frame_id 坐标轴的 xyz 位移或 rpy 方向。
• layout: 可用于添加当前对象的矩阵（例如：带有箱子的托盘）。
  

Scene Manager 功能

Scene Manager 类提供以下方法：

• SceneManager::initScene(): 将 YAML 文件中定义的对象添加到规划场景中。
• SceneManager::addObjects(vector object_ids): 将特定对象添加到规划场景中。
• SceneManager::removeObjects(vector object_ids): 从规划场景中移除特定对象。
• SceneManager::attachObjects(vector object_ids): 将碰撞对象附加到末端执行器。
• SceneManager::detachObjects(vector object_ids): 从末端执行器分离碰撞对象。
• SceneManager::moveRelativeTo(string object_id, rel_pose): 以相对于给定对象的 frame_id 的相对姿态移动末端执行器。
• SceneManager::allowCollision(string link_id, vector objects_id): 允许机器人链接或碰撞对象与其他碰撞对象之间发生碰撞。
• SceneManager::restoreCollision(string link_id, vector objects_id): 恢复机器人链接或碰撞对象与其他碰撞对象之间的碰撞避免。

Scene Manager ROS 服务

Scene Manager 提供 ROS 服务以调用所有 Scene Manager 功能，外部用户可以轻松与机械臂和场景进行交互。

• /scene_manager/add_objects
• /scene_manager/remove_objects
• /scene_manager/attach_objects
• /scene_manager/detach_objects
• /scene_manager/modify_object
• /scene_manager/move_relative_to