API 文档
MoveIt 2 提供了一套完整的 C++ 和 Python API，使开发者能够在其应用程序中集成运动规划、碰撞检测、轨迹生成、运动学求解和感知等核心功能。无论你是构建工业机械臂应用、研究新算法，还是开发自定义机器人系统，MoveIt 2 的 API 都能提供灵活且强大的工具集。
API 提供的核心功能
Section titled “API 提供的核心功能”MoveIt 2 的 API 涵盖以下关键能力：
- 运动规划（Motion Planning）：支持多种规划算法（OMPL、Pilz、CHOMP 等），通过统一的接口为机器人计算从起始状态到目标状态的无碰撞路径。
- 碰撞检测（Collision Checking）：提供高效的环境碰撞检测，支持自碰撞、环境对象碰撞以及连续碰撞检测，集成 FCL、Bullet 等碰撞检测库。
- 轨迹生成（Trajectory Generation）：将规划路径转换为时间参数化的轨迹，支持时间参数化、轨迹平滑和速度/加速度限制。
- 运动学（Kinematics）：支持正向运动学（FK）和逆向运动学（IK）求解，内置 KDL、TRAC-IK、IKFast 等求解器，并支持自定义运动学插件。
- 感知（Perception）：通过点云和深度图像数据感知周围环境，动态更新规划场景中的碰撞对象。
两大 API 层面
Section titled “两大 API 层面”C++ API（基于 rclcpp）
Section titled “C++ API（基于 rclcpp）”C++ API 是 MoveIt 2 的主要 API，提供了最完整、最高效的功能接口。它基于 ROS 2 的 rclcpp 客户端库，可直接访问 MoveIt 2 的核心数据结构和算法，适用于对性能和实时性要求较高的应用场景。
Python API（基于 rclpy）
Section titled “Python API（基于 rclpy）”Python API 基于 ROS 2 的 rclpy 客户端库，为 Python 开发者提供了便捷的接口。虽然功能覆盖面不及 C++ API，但对于快速原型开发、研究实验和脚本化任务来说非常实用。
关键命名空间
Section titled “关键命名空间”MoveIt 2 的 C++ API 围绕以下核心命名空间组织：
| 命名空间 | 说明 |
|---|---|
moveit::core | 核心数据结构，包括 RobotModel、RobotState、JointModelGroup 等 |
planning_interface | 规划接口层，包含 MoveGroupInterface 等高层接口 |
planning_scene | 规划场景管理，描述机器人环境中的物体和状态 |
collision_detection | 碰撞检测相关类，包括 World、碰撞请求和结果 |
robot_state | 机器人状态表示与操作 |
robot_model | 机器人模型表示，描述关节、连杆和运动学结构 |
MoveGroup 运动接口
Section titled “MoveGroup 运动接口”MoveGroupInterface（C++）和 MoveGroup（Python）是 MoveIt 2 的高层 API，封装了运动规划中最常用的操作。通过该接口，开发者可以：
- 设置位姿目标或关节空间目标
- 设置路径约束和工作空间限制
- 执行规划与运动
- 添加和移除碰撞对象
- 附着/分离物体到末端执行器
大多数应用场景下，使用 MoveGroup 接口即可完成任务，无需直接操作底层组件。
运动规划管线
Section titled “运动规划管线”运动规划管线（Motion Planning Pipeline） 是 MoveIt 2 规划系统的核心架构，将规划请求经过一系列阶段处理：
- 规划请求适配器（Planning Request Adapters）：对规划请求进行预处理，例如添加起始状态约束、添加路径约束等。
- 规划器（Planner）：调用具体的规划算法（如 OMPL）生成路径。
- 后处理适配器：对规划结果进行优化，包括时间参数化（如 TOTG、ISP）、轨迹平滑等。
通过配置不同的适配器和规划器，可以灵活地定制规划流程。
规划场景监控器
Section titled “规划场景监控器”规划场景监控器（Planning Scene Monitor, PSM） 负责维护和更新规划场景的当前状态。它通过订阅以下 ROS 话题来保持场景的实时性：
/attached_collision_object：跟踪附着在机器人上的物体/collision_object：跟踪环境中的碰撞对象/planning_scene：接收完整的规划场景更新- 传感器数据：通过点云或深度图感知环境变化
PSM 使用 OccupancyMap 和 OccupancyMapUpdater 来维护基于传感器的 3D 占据图，确保碰撞检测能够反映真实环境。在多线程环境中，PSM 通过锁机制保证场景状态的线程安全访问。