4. MoveIt! Setup Assistant配置

任务目标

使用MoveIt Setup Assistant为URDF格式的机械臂模型生成MoveIt配置包（moveit_config），使后续可通过MoveIt进行运动规划与仿真。

前置条件

• 已安装ROS（Noetic或Melodic）及MoveIt：sudo apt install ros-${ROS_DISTRO}-moveit
• 已安装moveit_setup_assistant：sudo apt install ros-${ROS_DISTRO}-moveit-setup-assistant
• 准备一个完整的URDF文件（本例使用simple_arm.urdf，包含base_link、link1、link2、tool_link及对应关节）

实现步骤

1. 启动Setup Assistant

source /opt/ros/${ROS_DISTRO}/setup.bash
roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

点击Create New MoveIt Configuration Package，选择URDF文件路径，点击Load Files。

2. 生成自碰撞矩阵

进入Self-Collisions页签，采样密度保持默认（10000），点击Generate Collision Matrix。系统基于FCL碰撞检测自动计算允许的碰撞对，生成结果将写入config/collision_matrix.yaml。

3. 添加虚拟关节与规划组

在Virtual Joints页签添加虚拟关节，将机械臂基座固定到世界坐标系：

• Virtual Joint Name: fixed_base_joint
• Child Link: base_link
• Parent Frame: world
• Joint Type: Fixed

在Planning Groups页签创建运动规划组，点击Add Group：

• Group Name: arm_group
• Kinematic Solver: KDLKinematicsPlugin
• Group Type: Kinematic Chain
• Base Link: base_link，Tip Link: tool_link

点击Add Kin. Chain完成添加。

4. 生成配置文件

依次进入Robot Poses（可选添加初始姿态）、End Effectors（若需抓取，添加tool_link为末端执行器）、Passive Joints（默认跳过）、ROS Control（不使用真实硬件则跳过）、Simulation（勾选Add Gazebo Controller可选）、3D Perception（默认跳过）、Author Information（填写作者名）。最后点击Generate Config，选择输出目录（如~/catkin_ws/src/simple_arm_moveit_config），点击生成。

5. 编译与验证

cd ~/catkin_ws && catkin_make
source devel/setup.bash
roslaunch simple_arm_moveit_config demo.launch

若配置正确，将启动RViz并显示机械臂模型，左侧MotionPlanning面板中Planning Group选择arm_group，可通过拖拽交互标记（InteractiveMarker）拖动末端，点击Plan & Execute观察规划运动。

验证判定标准

• demo.launch正常启动，RViz中无红色报错，机械臂模型完整显示；
• Planning Group下拉框可选arm_group，且可设置随机目标（Random Valid）并成功规划出无碰撞路径；
• 生成的配置包目录结构完整，包含config/（含joint_limits.yaml、kinematics.yaml、ompl_planning.yaml）与launch/目录。

常见问题

• URDF加载失败：检查URDF中所有link和joint命名一致，且无缺失的mesh路径；
• 规划失败：在config/ompl_planning.yaml中确认arm_group的规划器为RRTConnect，并增大timeout至0.5s以上；
• RViz无模型：确认demo.launch中robot_description参数正确加载了URDF。