3. 配置MoveIt2 Setup Assistant

任务目标

本案例将使用 MoveIt Setup Assistant 为一只自定义六轴机械臂生成 MoveIt2 配置包。完成本案例后，你将得到一个可直接用于后续运动规划与控制的 ROS2 功能包，包含机器人描述、SRDF（语义机器人描述格式）、运动学求解器、碰撞矩阵及规划组定义等核心配置。

前置条件

• 已安装 ROS2 Humble 或 Rolling 发行版
• 已安装 MoveIt2（sudo apt install ros-${ROS_DISTRO}-moveit）
• 已安装机械臂 URDF/XACRO 文件（本案例使用自定义六轴机械臂 arm.urdf.xacro）

启动 Setup Assistant

首先加载机械臂描述文件到 ROS 参数服务器，然后启动 MoveIt Setup Assistant 图形界面：

# 终端1：加载URDF到参数服务器
ros2 run robot_state_publisher robot_state_publisher --ros-args -p robot_description:="$(xacro arm.urdf.xacro)"

# 终端2：启动Setup Assistant
ros2 run moveit_setup_assistant moveit_setup_assistant

配置步骤

1. 创建新配置包：点击 Create New MoveIt Configuration Package，浏览并选择机械臂 URDF/XACRO 文件路径。
2. 自碰撞矩阵：点击 Self-Collisions → Generate Collision Matrix，使用默认采样密度（10,000 对）生成碰撞矩阵。
3. 虚拟关节：在 Virtual Joints 中添加一个虚拟关节，将机械臂基座连接到世界坐标系（world），类型选择 planar 或 fixed（根据实际安装方式）。
4. 规划组：在 Planning Groups 中创建名为 arm_group 的规划组，类型选 Kinematic Chain，基座链接选 base_link，末端执行器链接选 tool0。添加 arm_group 后，点击 Add Kin. Chain 完成。
5. 预定义位姿：在 Robot Poses 中添加 home 位姿（所有关节为 0）和 vertical 位姿（如关节2为 -90°），用于后续规划测试。
6. 末端执行器：若机械臂有夹爪，在 End Effectors 中定义；本案例无夹爪，可跳过。
7. 被动关节：若存在弹簧或被动关节，在此声明；本案例无，跳过。
8. 控制器：在 Controllers 中点击 Add Controller，选择 arm_group，插件选 joint_trajectory_controller/JointTrajectoryController，并填写关节名称（需与 URDF 中一致）。
9. 模拟器：在 Simulation 中勾选 ros2_control 和 Gazebo（若需要），生成对应的配置文件。
10. 生成配置包：在 Configuration Files 中设置包名（如 arm_moveit_config），选择保存路径，点击 Generate Package。

验证配置包

生成完成后，使用以下命令验证配置包是否可正常加载和运行：

# 启动demo（含RViz可视化）
ros2 launch arm_moveit_config demo.launch.py

# 在RViz中应看到机械臂模型，MotionPlanning面板可正常显示

通过判定标准：

• RViz 中正确显示机械臂三维模型，无红色报错
• MotionPlanning 面板中 Planning Group 下拉框可选 arm_group
• 拖动交互标记（InteractiveMarker）时，机械臂能实时响应并显示规划轨迹
• 点击 Plan & Execute 按钮，机械臂能完成从当前位置到目标位姿的运动规划

关键生成文件说明

配置包生成后，核心文件结构如下（以 arm_moveit_config 为例）：

arm_moveit_config/
├── config/
│   ├── arm.srdf                    # 语义机器人描述（规划组、碰撞矩阵）
│   ├── kinematics.yaml             # 运动学求解器配置（默认KDL）
│   ├── joint_limits.yaml           # 关节限位（从URDF自动提取）
│   ├── moveit_controllers.yaml     # 控制器配置
│   └── ros2_controllers.yaml       # ros2_control控制器配置
├── launch/
│   ├── demo.launch.py              # RViz演示启动文件
│   ├── move_group.launch.py        # move_group节点启动
│   └── setup_assistant.launch.py   # 重新打开Setup Assistant
├── CMakeLists.txt
└── package.xml

若需修改配置（如更换运动学求解器为IKFast或TRAC-IK），可直接编辑 kinematics.yaml 中的 solver_plugin 字段，然后重新启动 move_group 节点即可生效。

常见问题

• RViz中模型显示为灰色/不可交互：检查 demo.launch.py 中是否加载了正确的 SRDF，以及 move_group 节点是否成功启动（终端无报错）。
• 规划失败：确认 joint_limits.yaml 中的关节限位与 URDF 一致，且 home 位姿在关节限位范围内。
• 控制器无法加载：检查 ros2_controllers.yaml 中的关节名称是否与 URDF 中的 joint 名称完全匹配（包括大小写）。