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仿真迁移到真机轨迹部署实战

📚 共计 30 章节

课程导论与仿真环境搭建

为什么需要仿真迁移？Gazebo/CoppeliaSim环境配置与基础操作。

机器人模型与URDF

URDF文件结构解析、从SolidWorks导出URDF、在仿真中加载自定义机器人。

运动学基础与正逆解

正运动学推导、逆运动学数值解法（IK）、在仿真中验证运动学。

轨迹规划基础

关节空间 vs 笛卡尔空间规划、梯形速度规划、S型速度规划。

轨迹速度规划

ROS与仿真通信

ROS Master与Node、Topic与Service通信、在仿真中发布/订阅关节状态。

MoveIt! 运动规划框架

MoveIt! 架构、Setup Assistant配置、在仿真中实现避障规划。

仿真中的传感器模拟

激光雷达（LaserScan）、深度相机（PointCloud2）的仿真与数据读取。

传感器点云

仿真中的物理引擎

ODE、Bullet、MuJoCo引擎对比、摩擦与碰撞参数调优。

物理引擎调优

仿真轨迹录制与回放

使用rosbag录制轨迹、解析bag文件、在仿真中回放轨迹。

仿真到真机的差距分析

动力学差异、控制延迟、传感器噪声、关节回差。

真机硬件接口概述

常见机器人控制器（UR、ABB、KUKA）、EtherCAT与CAN总线基础。

真机控制模式

位置控制、速度控制、力矩控制模式切换与适用场景。

真机通信协议

TCP/IP Modbus、ROS Industrial、Simple Message协议解析。

真机驱动开发

编写ROS驱动节点、处理心跳包与错误码、实现状态上报。

真机标定基础

工具坐标系（TCP）标定、用户坐标系标定、关节零点校准。

轨迹平滑与插值

在真机上实现三次样条插值、避免加速度突变。

真机轨迹下发策略

流式下发 vs 一次性下发、轨迹点缓存与队列管理。

真机安全机制

软限位与硬限位、急停逻辑、力矩阈值监控。

仿真轨迹的格式转换

将ROS轨迹消息转换为真机原生格式（如URScript、KRL）。

轨迹缩放与速度适配

根据真机最大速度/加速度缩放仿真轨迹。

真机轨迹预演与验证

在真机空载状态下预演轨迹、碰撞检测预演。

真机轨迹部署实战（一）

使用Python脚本将轨迹下发至UR5机器人。

真机轨迹部署实战（二）

使用C++接口将轨迹下发至KUKA iiwa机器人。

真机轨迹部署实战（三）

处理部署过程中的通信超时与轨迹中断。

真机轨迹精度评估

使用激光跟踪仪或视觉系统测量轨迹重复精度。

真机轨迹优化

基于实际反馈调整轨迹点、减少振动与过冲。

力控与柔顺控制基础

在真机上实现简单的力位混合控制。

多机器人协同轨迹部署

多机时间同步、避免碰撞的轨迹协调。

部署自动化与CI/CD

使用Docker封装部署环境、自动化测试轨迹。

课程总结与项目实战

综合项目：从仿真规划到真机抓取的全流程部署。

实战全流程