KUKA YouBot实体机开发及Apache Web Server应用

Thu, 04 May 2017 00:00:00 +0000

这是我的第一篇博文，诣在分享KUKA YouBot的开发经验，同时也是对在学习过程中帮助过我的朋友的一个反馈！

这篇博文的主题有两个:

在YouBot实体机上完成手臂的指定运动，将工作台上的一个小方块从左边移动至右边，暂且称之为”SmartMove”;
通过Apache Web Server完成前端开发，在网页上控制YouBot的运动。同时，基于这个WebServer可以开发Android App实现对YouBot的控制。这篇博文不介绍App的开发，有兴趣的朋友可以私信我！

SmartMove

磨刀不误砍柴工，对于第一次学习ROS开发的朋友，以下基础是有必要掌握的:

通过CatKin创建工作目录和Package，详见 link to Catkin!.
建立自己的GitHub账号，学习如何使用git命令。这方面网上有很都资料，大家很容易学会！
安装ROS Wrapper，详见 link to ROS Wrapper!。这个Tutorial中包括一个键盘控制YouBot Base的程序,将来在仿真中也会有类似应用。同时，rostopic是非常有用的一个命令，往后会经常用到，例如查看各个joint的角度和速度，详见 link to rostopic!。但是用这个命令无法查看ROBOT电池的电压和HDD的温度信息。这个需要用到一个PYTHON程序，有兴趣的朋友可以私信我！
运行HelloWorld Demo, 详见 link to HelloWorld Demo!.

以上是很基础的知识，但是非常重要，特别是1和2，掌握扎实，能够事半功倍!

完成了上述4点以后，必要的API和开发基础大家都会有了。我的YouBot是12.04Ubuntu和ROS hydro，现在介绍”SmartMove”程序。这个程序是在HelloWorld Demo基础上改的，主要是手臂的运动。这里一共有20个手臂的动作，除了gripper的张合每一个动作对应5个jointvalues,这个值就是手臂joint的弧度值。同时，速度的控制其实就是控制每个动作之间的间隔时间 ‘ros::Duration(3).sleep()’。以下代码显示的是一个手臂动作:


void moveArmstart(){
    
     brics_actuator::JointPositions msg;
     std::vector<double> jointvalues(5);
     
     jointvalues[0] = 5.84014;
     jointvalues[1] = 1.846735;
     jointvalues[2] = -1.8950;
     jointvalues[3] = 3.02356;
     jointvalues[4] = 2.95;
     
     msg = createArmPositionCommand(jointvalues);
     armPublisher.publish(msg);
     
     ros::Duration(3).sleep();
}

其中，JV[0]是手臂连接base的最大的joint，JV[4]是手臂顶端连接gripper的joint。在测试角度的时候一定要注意每个joint的有效范围，如果出错在后台都会有显示，所以要注意后台信息。以下代码显示的是gripper的打开，其实就是设置gripper的距离值，当然这个值也有有效范围，后台一样会显示给值是否法。


void moveGripperopen(){

     brics_actuator::JointPositions msg;
     
     msg = createGripperPositonCommand(0.0115);
     gripperPublisher.publish(msg);
     
     ros::Duration(2).sleep();
}

理解上述代码以后，大家可以开始自己编写手臂运动。我的完整代码详见 Apache-server_YouBot_Object_Displacer，main.cpp.

总得来说，对手臂运动包括底盘运动的开发是很基础的，在没有其他传感器的参与下，除了加入前端控制，YouBot的开发相当有限！接下来介绍运用Apache Web Server开发一个网页服务器来控制YouBot完成SmartMove。

Apache Web Server

首先还是介绍下必要的基础知识:

在Ubuntu下安装并配置Apache Web Server，这里介绍两篇博文，讲的还是非常清楚的，大家做下来应该可以清楚Apache Web Server是什么。Ubuntu下安装配置Apache http server, 手把手教你在ubuntu上安装apache和mysql和php.
编写一个Shell Script，并通过Apache在Html Page上加载，介绍一篇英文博文，Demo:How to invoke a Shell Script on a HTML Page being served by Apache on Linux Machine.

准备工作做完之后，其实整个事情就完成一大半了。不过具体的配置和出现的问题是因人而异的，大家耐心做肯定可以完成！现在介绍两个关键的程:

test_script.sh 这个文件包括IP配置和所有你想要实现的ROS程序。它存在的目录位置通常有两种，usr/lib/cgi-bin/test_script.sh和var/www/cgi-bin，这取决于个人配置。我的代码详见Apache-server_YouBot_Object_Displacer, test_script.sh。这里关键是要注意修改IP和URI，同时运行ROS程序前要source相关路径，否则会报错！
youbot.html 这个文件调用了test_script.sh文件，并定义了一个button和一些导言，这些在网页上都会显现。它的位置通常都是在/var/www/html/youbot.html。我的代码详见Apache-server_YouBot_Object_Displacer, youBot.html。

代码很简单，相信大家都可以理解！只不过是刚开始时不熟悉Apache Web Server,大家从逻辑上可能会不大理解它在Linux下如何和YouBot产生联系。这也是为什么我不建议大家直接 git clone 所有文件的原因，从头开始一步步理解所有程序才会有很大收获。从效率上来讲，这样做似乎比较费时，其实是事半功倍的。只不过很多人想要打好基础，但苦于不知从何入手或者找不到有效的资料而走了不少弯路。

写到这里这篇博文基本上就结束了！最后附上通过WebServer控制YouBot完成SmartMove的视频！

由于多说无法继续使用，大家最好注册Disqus，这样就可以参与评论了！

KUKA YouBot Development

KUKA YouBot实体机开发及Apache Web Server应用

SmartMove

Apache Web Server