BrainCo Gazebo Revo2 灵巧手仿真演示包

功能包概述

brainco_gazebo 功能包提供了 BrainCo Revo2 灵巧手的完整 Gazebo 仿真环境。基于 ROS2 和 Ignition Gazebo 6 构建，为灵巧手操作研究和开发提供专业级的仿真体验。

主要特性

灵巧手仿真: BrainCo Revo2 灵巧手（左右手）的完整仿真
Gazebo物理仿真: 基于 Ignition Gazebo 6 的高保真物理仿真
ROS2控制集成: 完整的 ros2_control 支持，包含轨迹控制器
MoveIt集成: 完整的 Gazebo-MoveIt 整合，支持运动规划与执行
RViz可视化: 内置启动文件，支持 RViz 可视化
多手型支持: 支持左右手配置切换

系统环境

Ubuntu 22.04
ROS 2 (Humble)
Ignition Gazebo 6

安装配置

1. 构建工作空间

bash

# 创建工作空间（如果不存在）
mkdir -p ~/brainco_ws/src
cd ~/brainco_ws/src

# 克隆或复制功能包
# 确保 revo2_description 可用
# 将 brainco_gazebo 复制到 src/

# 依赖安装
rosdep install --ignore-src --from-paths . -y -r

# 构建工作空间
cd ~/brainco_ws
colcon build --packages-select revo2_description brainco_gazebo brainco_moveit_config --symlink-install
source install/setup.bash

2. 验证安装

bash

# 检查功能包是否可用
ros2 pkg list | grep -E "(revo2_description|brainco_gazebo|brainco_moveit_config)"

快速开始

基础启动

bash

# 加载工作空间
source ~/brainco_ws/install/setup.bash

# 启动单手仿真
ros2 launch brainco_gazebo revo2_hand_gazebo.launch.py hand_type:=left
ros2 launch brainco_gazebo revo2_hand_gazebo.launch.py hand_type:=right

# 启动双手仿真
ros2 launch brainco_gazebo dual_revo2_hand_gazebo.launch.py

参数化启动

bash

# 不启动RViz（提升性能）
ros2 launch brainco_gazebo revo2_hand_gazebo.launch.py use_rviz:=false

# 使用自定义世界文件
ros2 launch brainco_gazebo revo2_hand_gazebo.launch.py world:=your_world

Gazebo-MoveIt 整合

功能概述

本包提供了整合的 Gazebo-MoveIt 启动文件，结合了物理仿真与运动规划能力。这些启动文件支持高级运动规划、路径优化和碰撞避免功能。

启动 Gazebo-MoveIt 系统

bash

# 启动单手模式（带 MoveIt）
ros2 launch brainco_gazebo revo2_hand_gazebo_moveit.launch.py hand_type:=left
ros2 launch brainco_gazebo revo2_hand_gazebo_moveit.launch.py hand_type:=right

# 启动双手模式（带 MoveIt）
ros2 launch brainco_gazebo dual_revo2_hand_gazebo_moveit.launch.py

MoveIt 启动参数

参数	默认值	描述
hand_type	right	手的类型 (left/right，仅单手模式)
world	empty_world	Gazebo 世界文件
use_rviz	true	是否启动带 MoveIt 插件的 RViz
db	false	是否启动 MoveIt 仓库数据库
publish_monitored_planning_scene`	true	是否发布监控的规划场景

使用 MoveIt 进行运动规划

启动 Gazebo-MoveIt 系统后，可以使用 MoveIt 的 RViz 插件规划和执行轨迹：

交互式规划: 使用 RViz 中的交互式标记设置目标姿态
生成轨迹: 点击 "Plan" 生成运动规划
执行轨迹: 点击 "Execute" 在 Gazebo 中执行轨迹

架构说明：Gazebo vs MoveIt 模式

本包提供两种启动配置：

1. 纯 Gazebo 模式

启动文件: revo2_hand_gazebo.launch.py, dual_revo2_hand_gazebo.launch.py
硬件接口: gz_ros2_control with GazeboSimSystem
应用场景: 基础仿真和手动控制

2. Gazebo-MoveIt 整合模式

启动文件: revo2_hand_gazebo_moveit.launch.py, dual_revo2_hand_gazebo_moveit.launch.py
硬件接口: 与纯 Gazebo 模式相同
额外组件: MoveIt move_group、运动规划管道
应用场景: 高级运动规划和自主控制

主要区别：

两种模式使用相同的 Gazebo 仿真和控制器
MoveIt 模式在此基础上增加了运动规划能力

启动参数

参数	默认值	描述
hand_type	right	手类型：'left' 或 'right'
model	revo2_hand	机器人模型名称
world	empty_world	Gazebo世界文件名（无需.sdf后缀）
use_rviz	true	是否启动RViz可视化

控制接口

控制器概览

控制器名称	类型	管理关节	功能
joint_state_broadcaster	JointStateBroadcaster	所有关节	关节状态发布
revo2_hand_controller	JointTrajectoryController	灵巧手6个主关节	灵巧手姿态控制

灵巧手控制示例

张开手掌

bash

ros2 topic pub --once /right_revo2_hand_controller/joint_trajectory \
  trajectory_msgs/msg/JointTrajectory \
  '{
    joint_names: [
      "right_thumb_metacarpal_joint",
      "right_thumb_proximal_joint",
      "right_index_proximal_joint",
      "right_middle_proximal_joint",
      "right_ring_proximal_joint",
      "right_pinky_proximal_joint"
    ],
    points: [{
      positions: [0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0],
      time_from_start: {sec: 1}
    }]
  }'

握拳动作

bash

ros2 topic pub --once /right_revo2_hand_controller/joint_trajectory \
  trajectory_msgs/msg/JointTrajectory \
  '{
    joint_names: [
      "right_thumb_metacarpal_joint",
      "right_thumb_proximal_joint",
      "right_index_proximal_joint",
      "right_middle_proximal_joint",
      "right_ring_proximal_joint",
      "right_pinky_proximal_joint"
    ],
    points: [{
      positions: [0.3, 0.8, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2],
      time_from_start: {sec: 1}
    }]
  }'

OK手势

bash

ros2 topic pub --once /left_revo2_hand_controller/joint_trajectory \
  trajectory_msgs/msg/JointTrajectory \
  '{
    joint_names: [
      "left_thumb_metacarpal_joint",
      "left_thumb_proximal_joint",
      "left_index_proximal_joint",
      "left_middle_proximal_joint",
      "left_ring_proximal_joint",
      "left_pinky_proximal_joint"
    ],
    points: [{
      positions: [1.2, 0.7, 0.6, 0.0, 0.0, 0.0],
      time_from_start: {sec: 2}
    }]
  }'

ros2 topic pub --once /right_revo2_hand_controller/joint_trajectory \
  trajectory_msgs/msg/JointTrajectory \
  '{
    joint_names: [
      "right_thumb_metacarpal_joint",
      "right_thumb_proximal_joint",
      "right_index_proximal_joint",
      "right_middle_proximal_joint",
      "right_ring_proximal_joint",
      "right_pinky_proximal_joint"
    ],
    points: [{
      positions: [1.2, 0.7, 0.6, 0.0, 0.0, 0.0],
      time_from_start: {sec: 2}
    }]
  }'

Action轨迹控制

bash

ros2 action send_goal /left_revo2_hand_controller/follow_joint_trajectory control_msgs/action/FollowJointTrajectory "{
  trajectory: {
    joint_names: [
      'left_thumb_metacarpal_joint',
      'left_thumb_proximal_joint',
      'left_index_proximal_joint',
      'left_middle_proximal_joint',
      'left_ring_proximal_joint',
      'left_pinky_proximal_joint'
    ],
    points: [
      {  # 张开手掌
        positions: [0.0, 0.1, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0],
        time_from_start: {sec: 1, nanosec: 0}
      },
      {  # 握拳
        positions: [0.3, 0.8, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2],
        time_from_start: {sec: 2, nanosec: 500000000}
      },
      {  # 伸出食指
        positions: [0.3, 0.8, 0.0, 1.2, 1.2, 1.2],
        time_from_start: {sec: 4, nanosec: 0}
      },
      {  # 伸出食指和中指
        positions: [0.3, 0.8, 0.0, 0.0, 1.2, 1.2],
        time_from_start: {sec: 5, nanosec: 500000000}
      },
      {  # OK手势
        positions: [1.2, 0.7, 0.6, 0.0, 0.0, 0.0],
        time_from_start: {sec: 7, nanosec: 0}
      }
    ]
  }
}"

ros2 action send_goal /right_revo2_hand_controller/follow_joint_trajectory control_msgs/action/FollowJointTrajectory "{
  trajectory: {
    joint_names: [
      'right_thumb_metacarpal_joint',
      'right_thumb_proximal_joint',
      'right_index_proximal_joint',
      'right_middle_proximal_joint',
      'right_ring_proximal_joint',
      'right_pinky_proximal_joint'
    ],
    points: [
      {  # 张开手掌
        positions: [0.0, 0.1, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0],
        time_from_start: {sec: 1, nanosec: 0}
      },
      {  # 握拳
        positions: [0.3, 0.8, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2],
        time_from_start: {sec: 2, nanosec: 500000000}
      },
      {  # 伸出食指
        positions: [0.3, 0.8, 0.0, 1.2, 1.2, 1.2],
        time_from_start: {sec: 4, nanosec: 0}
      },
      {  # 伸出食指和中指
        positions: [0.3, 0.8, 0.0, 0.0, 1.2, 1.2],
        time_from_start: {sec: 5, nanosec: 500000000}
      },
      {  # OK手势
        positions: [1.2, 0.7, 0.6, 0.0, 0.0, 0.0],
        time_from_start: {sec: 7, nanosec: 0}
      }
    ]
  }
}"

状态监控

系统状态命令

bash

# 列出所有运行的节点
ros2 node list

# 列出所有控制器
ros2 control list_controllers

# 检查硬件组件
ros2 control list_hardware_components

# 检查硬件接口
ros2 control list_hardware_interfaces

# 列出所有话题
ros2 topic list

# 列出所有动作
ros2 action list

# 监控关节状态
ros2 topic echo /joint_states

预期的输出

核心节点列表（双手配置）

bash

/controller_manager
/gz_ros2_control
/joint_state_broadcaster
/left_revo2_hand_controller
/move_group
/right_revo2_hand_controller
/robot_state_publisher
/ros_gz_bridge
/rviz

控制器状态

bash

joint_state_broadcaster     joint_state_broadcaster/JointStateBroadcaster          active
right_revo2_hand_controller joint_trajectory_controller/JointTrajectoryController  active
left_revo2_hand_controller  joint_trajectory_controller/JointTrajectoryController  active

硬件组件（双手配置）

bash

Hardware Component 1
  name: GazeboSimSystem
  type:
  plugin name:
  state: id=3 label=active
  command interfaces
    left_thumb_metacarpal_joint/position [available] [claimed]
    left_thumb_proximal_joint/position [available] [claimed]
    left_index_proximal_joint/position [available] [claimed]
    left_middle_proximal_joint/position [available] [claimed]
    left_ring_proximal_joint/position [available] [claimed]
    left_pinky_proximal_joint/position [available] [claimed]
    left_thumb_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    left_index_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    left_middle_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    left_ring_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    left_pinky_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    right_thumb_metacarpal_joint/position [available] [claimed]
    right_thumb_proximal_joint/position [available] [claimed]
    right_index_proximal_joint/position [available] [claimed]
    right_middle_proximal_joint/position [available] [claimed]
    right_ring_proximal_joint/position [available] [claimed]
    right_pinky_proximal_joint/position [available] [claimed]
    right_thumb_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    right_index_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    right_middle_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    right_ring_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
    right_pinky_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]

硬件接口（双手配置）

bash

command interfaces
  left_index_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  left_index_proximal_joint/position [available] [claimed]
  left_middle_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  left_middle_proximal_joint/position [available] [claimed]
  left_pinky_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  left_pinky_proximal_joint/position [available] [claimed]
  left_ring_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  left_ring_proximal_joint/position [available] [claimed]
  left_thumb_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  left_thumb_metacarpal_joint/position [available] [claimed]
  left_thumb_proximal_joint/position [available] [claimed]
  right_index_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  right_index_proximal_joint/position [available] [claimed]
  right_middle_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  right_middle_proximal_joint/position [available] [claimed]
  right_pinky_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  right_pinky_proximal_joint/position [available] [claimed]
  right_ring_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  right_ring_proximal_joint/position [available] [claimed]
  right_thumb_distal_joint_mimic/position [available] [unclaimed]
  right_thumb_metacarpal_joint/position [available] [claimed]
  right_thumb_proximal_joint/position [available] [claimed]
state interfaces
  left_index_distal_joint_mimic/effort
  left_index_distal_joint_mimic/position
  left_index_distal_joint_mimic/velocity
  left_index_proximal_joint/position
  left_index_proximal_joint/velocity
  left_middle_distal_joint_mimic/effort
  left_middle_distal_joint_mimic/position
  left_middle_distal_joint_mimic/velocity
  left_middle_proximal_joint/position
  left_middle_proximal_joint/velocity
  left_pinky_distal_joint_mimic/effort
  left_pinky_distal_joint_mimic/position
  left_pinky_distal_joint_mimic/velocity
  left_pinky_proximal_joint/position
  left_pinky_proximal_joint/velocity
  left_ring_distal_joint_mimic/effort
  left_ring_distal_joint_mimic/position
  left_ring_distal_joint_mimic/velocity
  left_ring_proximal_joint/position
  left_ring_proximal_joint/velocity
  left_thumb_distal_joint_mimic/effort
  left_thumb_distal_joint_mimic/position
  left_thumb_distal_joint_mimic/velocity
  left_thumb_metacarpal_joint/position
  left_thumb_metacarpal_joint/velocity
  left_thumb_proximal_joint/position
  left_thumb_proximal_joint/velocity
  right_index_distal_joint_mimic/effort
  right_index_distal_joint_mimic/position
  right_index_distal_joint_mimic/velocity
  right_index_proximal_joint/position
  right_index_proximal_joint/velocity
  right_middle_distal_joint_mimic/effort
  right_middle_distal_joint_mimic/position
  right_middle_distal_joint_mimic/velocity
  right_middle_proximal_joint/position
  right_middle_proximal_joint/velocity
  right_pinky_distal_joint_mimic/effort
  right_pinky_distal_joint_mimic/position
  right_pinky_distal_joint_mimic/velocity
  right_pinky_proximal_joint/position
  right_pinky_proximal_joint/velocity
  right_ring_distal_joint_mimic/effort
  right_ring_distal_joint_mimic/position
  right_ring_distal_joint_mimic/velocity
  right_ring_proximal_joint/position
  right_ring_proximal_joint/velocity
  right_thumb_distal_joint_mimic/effort
  right_thumb_distal_joint_mimic/position
  right_thumb_distal_joint_mimic/velocity
  right_thumb_metacarpal_joint/position
  right_thumb_metacarpal_joint/velocity
  right_thumb_proximal_joint/position
  right_thumb_proximal_joint/velocity

核心话题列表（双手配置）

bash

/clock
/joint_states
/left_revo2_hand_controller/joint_trajectory
/planning_scene
/right_revo2_hand_controller/joint_trajectory
/robot_description
/tf
/tf_static
/trajectory_execution_event

核心动作列表（双手配置）

bash

/execute_trajectory
/left_revo2_hand_controller/follow_joint_trajectory
/right_revo2_hand_controller/follow_joint_trajectory

性能监控

bash

# 检查控制频率
ros2 topic hz /joint_states

# 检查控制器更新频率
ros2 topic hz /revo2_hand_controller/controller_state

# 监控系统资源
htop

功能包结构

bash

brainco_gazebo/
├── launch/                                         # ROS 启动文件
│   ├── revo2_hand_gazebo.launch.py                 # 单手 Gazebo 启动
│   ├── dual_revo2_hand_gazebo.launch.py            # 双手 Gazebo 启动
│   ├── revo2_hand_gazebo_moveit.launch.py          # 单手 Gazebo+MoveIt 启动
│   └── dual_revo2_hand_gazebo_moveit.launch.py     # 双手 Gazebo+MoveIt 启动
├── config/                                         # 配置文件
│   ├── revo2_gazebo_description.urdf.xacro         # 单手机器人 Gazebo 描述文件
│   ├── dual_revo2_gazebo_description.urdf.xacro    # 双手机器人 Gazebo 描述文件
│   ├── revo2_left_controllers.yaml                 # 左手控制器配置
│   ├── revo2_right_controllers.yaml                # 右手控制器配置
│   └── dual_revo2_controllers.yaml                 # 双手控制器配置
├── worlds/                                         # Gazebo 世界文件
│   └── empty_world.sdf                            # 默认世界
├── rviz/                                           # RViz 配置文件
│   ├── revo2_left_hand.rviz                        # 左手 RViz 配置
│   ├── revo2_right_hand.rviz                       # 右手 RViz 配置
│   └── dual_revo2_hand.rviz                        # 双手 RViz 配置
├── CMakeLists.txt                                 # 构建配置
├── package.xml                                    # 功能包描述
├── CHANGELOG.rst                                  # 版本变更日志
├── LICENSE                                        # 许可证文件
├── README.md                                      # 英文文档
└── README_CN.md                                   # 中文文档

API参考

Action接口

灵巧手控制: /revo2_hand_controller/follow_joint_trajectory

Topic接口

关节状态: /joint_states (sensor_msgs/JointState)
轨迹命令: /revo2_hand_controller/joint_trajectory (trajectory_msgs/JointTrajectory)
控制器状态: /revo2_hand_controller/controller_state

Service接口

控制器管理: /controller_manager/list_controllers
硬件接口: /controller_manager/list_hardware_interfaces

联系方式

如有问题或建议，请联系BrainCo开发团队或者通过网页右上角“帮助”入口提交工单。

BrainCo Gazebo Revo2 灵巧手仿真演示包 ​

功能包概述 ​

主要特性 ​

系统环境 ​

安装配置 ​

1. 构建工作空间 ​

2. 验证安装 ​

快速开始 ​

基础启动 ​

参数化启动 ​

Gazebo-MoveIt 整合 ​

功能概述 ​

启动 Gazebo-MoveIt 系统 ​

MoveIt 启动参数 ​

使用 MoveIt 进行运动规划 ​

架构说明：Gazebo vs MoveIt 模式 ​

1. 纯 Gazebo 模式 ​

2. Gazebo-MoveIt 整合模式 ​

启动参数 ​

控制接口 ​

控制器概览 ​

灵巧手控制示例 ​

张开手掌 ​

握拳动作 ​

OK手势 ​

Action轨迹控制 ​

状态监控 ​

系统状态命令 ​

预期的输出 ​

核心节点列表（双手配置） ​

控制器状态 ​

硬件组件（双手配置） ​

硬件接口（双手配置） ​

核心话题列表（双手配置） ​

核心动作列表（双手配置） ​

性能监控 ​

功能包结构 ​

API参考 ​

Action接口 ​

Topic接口 ​

Service接口 ​

联系方式 ​

BrainCo Gazebo Revo2 灵巧手仿真演示包

功能包概述

主要特性

系统环境

安装配置

1. 构建工作空间

2. 验证安装

快速开始

基础启动

参数化启动

Gazebo-MoveIt 整合

功能概述

启动 Gazebo-MoveIt 系统

MoveIt 启动参数

使用 MoveIt 进行运动规划

架构说明：Gazebo vs MoveIt 模式

1. 纯 Gazebo 模式

2. Gazebo-MoveIt 整合模式

启动参数

控制接口

控制器概览

灵巧手控制示例

张开手掌

握拳动作

OK手势

Action轨迹控制

状态监控

系统状态命令

预期的输出

核心节点列表（双手配置）

控制器状态

硬件组件（双手配置）

硬件接口（双手配置）

核心话题列表（双手配置）

核心动作列表（双手配置）

性能监控

功能包结构

API参考

Action接口

Topic接口

Service接口

联系方式