move_group 节点

下图展示了 MoveIt 提供的关键节点——move_group——的高层系统架构。该节点充当集成器（integrator），将所有独立组件整合在一起，为用户提供一组可供使用的 ROS action 和 service。

用户接口

用户可以通过两种方式访问 move_group 提供的 action 和服务：

• 在 C++ 中 —— 使用 move_group_interface 软件包，它提供了易于使用的 C++ 接口来访问 move_group

• 通过 GUI —— 使用 Motion Planning plugin to Rviz（ROS 可视化工具）

配置

move_group 是一个 ROS 节点。 它通过 ROS 参数服务器（param server）获取三类信息：

1. URDF

   • move_group 查找 robot_description 参数以获取机器人的 URDF。

2. SRDF

   • move_group 查找 robot_description_semantic 参数以获取机器人的 SRDF。SRDF 通常由用户使用 MoveIt Setup Assistant 创建（仅需一次）。

3. MoveIt 配置

   • move_group 还会查找其他 MoveIt 特有的配置，包括关节限位（joint limits）、运动学（kinematics）、运动规划（motion planning）、感知（perception）等信息。这些配置文件由 MoveIt Setup Assistant 自动生成，存储在机器人对应 MoveIt 配置包的 config 目录中。

机器人接口

move_group 通过 ROS topic 和 action 与机器人通信。 具体而言，它获取当前状态信息（关节位置等）、从机器人传感器获取点云（point cloud）和其他传感器数据，并与机器人上的控制器通信。

关节状态信息

move_group 监听 /joint_states topic 来确定当前状态信息——即机器人每个关节的位置。 move_group 能够处理该 topic 上的多个发布者（publisher），即使它们只发布机器人状态的部分信息（例如，机器人的手臂和移动底盘可能使用不同的发布者）。 需要注意的是，move_group 不会自行设置关节状态发布者——这必须由每个机器人自行实现。

变换信息

move_group 使用 ROS TF 库监视变换（transform）信息。 这使该节点能够获取机器人位姿（pose）的全局信息。 例如，ROS 导航栈会将机器人 map 坐标系与 base 坐标系之间的变换发布到 TF。 move_group 可以使用 TF 计算出这个变换供内部使用。需要注意的是，move_group 只监听 TF。 要从机器人发布 TF 信息，你需要在机器人上运行 robot_state_publisher 节点。

控制器接口

move_group 使用 FollowJointTrajectoryAction 接口与机器人上的控制器通信。 这是一个 ROS action 接口。 机器人上需要有一个服务器（server）来处理这个 action——该服务器不由 move_group 本身提供。 move_group 只会实例化一个客户端（client），用于与机器人上的控制器 action 服务器通信。

规划场景

move_group 使用 Planning Scene Monitor（规划场景监视器）来维护一个规划场景（planning scene），即对世界和机器人当前状态的表示。 机器人状态可以包括任何附着在机器人上、被视为刚性连接的物体。 关于维护和更新规划场景的架构细节，请参阅”规划场景监视器”部分。

可扩展能力

move_group 的结构设计为易于扩展。 拾放（pick and place）、运动学、运动规划等单项能力实际上都作为独立的插件（plugin）实现，共享同一基类。 这些插件可以通过一组 ROS yaml 参数以及 ROS pluginlib 库在 ROS 中进行配置。 大多数用户无需手动配置 move_group 插件，因为它们已在 MoveIt Setup Assistant 生成的启动文件（launch files）中自动配置好了。