Add fri_cycle_ms parameter to configuration and update related components
This commit is contained in:
@@ -169,6 +169,7 @@ def _runtime_setup(context, *args, **kwargs):
|
||||
"simulate": "false",
|
||||
"command_mode": settings.robot.command_mode,
|
||||
"controller_timer": str(settings.digital_twin.webots.controller_timer),
|
||||
"fri_cycle_ms": str(settings.robot.fri_cycle_ms),
|
||||
}
|
||||
|
||||
controllers_launch = IncludeLaunchDescription(
|
||||
|
||||
@@ -20,6 +20,8 @@ def _setup_controllers(context, *args, **kwargs):
|
||||
controller_path = LaunchConfiguration("controller_path").perform(context)
|
||||
simulate = LaunchConfiguration("simulate").perform(context).lower() in ("true", "1", "yes")
|
||||
command_mode = LaunchConfiguration("command_mode").perform(context)
|
||||
fri_cycle_ms = int(LaunchConfiguration("fri_cycle_ms").perform(context))
|
||||
update_rate = 1000 // fri_cycle_ms
|
||||
|
||||
xacro_args = {"initial_positions_file": initial_positions_file}
|
||||
|
||||
@@ -85,6 +87,7 @@ def _setup_controllers(context, *args, **kwargs):
|
||||
parameters=[
|
||||
{"robot_description": robot_description},
|
||||
controller_path,
|
||||
{"update_rate": update_rate},
|
||||
],
|
||||
)
|
||||
|
||||
@@ -137,5 +140,6 @@ def _setup_controllers(context, *args, **kwargs):
|
||||
def generate_launch_description():
|
||||
return LaunchDescription([
|
||||
DeclareLaunchArgument("command_mode", default_value="position"),
|
||||
DeclareLaunchArgument("fri_cycle_ms", default_value="5"),
|
||||
OpaqueFunction(function=_setup_controllers),
|
||||
])
|
||||
|
||||
@@ -1,6 +1,6 @@
|
||||
controller_manager:
|
||||
ros__parameters:
|
||||
update_rate: 200 # должен совпадать с FRI-циклом (10мс = 100Гц)
|
||||
update_rate: 200 # резервное значение, при запуске через launch перезаписывается из fri_cycle_ms
|
||||
|
||||
joint_state_broadcaster:
|
||||
type: "joint_state_broadcaster/JointStateBroadcaster"
|
||||
@@ -30,16 +30,17 @@ iiwa_arm_controller:
|
||||
- position
|
||||
- velocity
|
||||
|
||||
# Интерполяция между точками траектории
|
||||
interpolate_from_desired_state: true
|
||||
# Интерполяция от реально измеренной позиции, а не от желаемой.
|
||||
# При true JTC стартует от последнего desired state, который может расходиться
|
||||
# с реальным положением при старте или переподключении FRI → скачок → удар приводов.
|
||||
interpolate_from_desired_state: false
|
||||
|
||||
# Разрешить неполные goals
|
||||
allow_partial_joints_goal: false
|
||||
|
||||
# Разрешить ненулевую скорость в конечной точке траектории
|
||||
# true = плавные составные движения
|
||||
# false = полная остановка в каждой точке (безопаснее)
|
||||
allow_nonzero_velocity_at_trajectory_end: true
|
||||
# Полная остановка в конечной точке.
|
||||
# При true и команде через топик JTC уходит в осцилляцию у цели.
|
||||
allow_nonzero_velocity_at_trajectory_end: false
|
||||
|
||||
state_publish_rate: 100.0 # Гц публикации /joint_states
|
||||
action_monitor_rate: 20.0 # Гц мониторинга action goal
|
||||
|
||||
@@ -3,6 +3,7 @@ robot:
|
||||
ip: "192.170.10.2"
|
||||
port: 30200
|
||||
command_mode: "position" # torque, position
|
||||
fri_cycle_ms: 5 # период FRI-цикла: 5 мс (200 Гц) или 10 мс (100 Гц)
|
||||
description: pkg://iiwa_description/urdf/iiwa7.urdf.xacro
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -17,17 +17,17 @@ enum class CommandMode
|
||||
TORQUE
|
||||
};
|
||||
|
||||
// Атомарный снимок всего FRI-состояния — захватывается за один lock в FRI-потоке,
|
||||
// читается из ros2_control read() за один lock.
|
||||
// Снимок состояния робота захватывается атомарно за один lock в FRI-потоке
|
||||
// и так же за один lock читается из read() в потоке управления.
|
||||
struct IIWAStateSnapshot
|
||||
{
|
||||
std::array<double, 7> measured_pos{}; // Измеренные позиции [рад]
|
||||
std::array<double, 7> measured_tau{}; // Измеренные моменты [Нм]
|
||||
std::array<double, 7> external_tau{}; // Внешние моменты (без модели робота) [Нм]
|
||||
std::array<double, 7> ipo_pos{}; // IPO-позиция интерполятора [рад] (только в Commanding)
|
||||
double sample_time{0.005}; // Период цикла FRI [с]
|
||||
std::array<double, 7> measured_pos{}; // измеренные позиции суставов [рад]
|
||||
std::array<double, 7> measured_tau{}; // измеренные моменты [Нм]
|
||||
std::array<double, 7> external_tau{}; // внешние моменты без компенсации модели [Нм]
|
||||
std::array<double, 7> ipo_pos{}; // позиция интерполятора [рад], только в Commanding
|
||||
double sample_time{0.005}; // период цикла FRI [с]
|
||||
KUKA::FRI::EConnectionQuality quality{KUKA::FRI::POOR};
|
||||
bool ipo_valid{false}; // IPO недоступна в Monitor-режиме
|
||||
bool ipo_valid{false}; // в Monitor-режиме IPO недоступна
|
||||
};
|
||||
|
||||
class FRIClient : public KUKA::FRI::LBRClient
|
||||
@@ -38,14 +38,14 @@ public:
|
||||
explicit FRIClient(CommandMode mode = CommandMode::POSITION);
|
||||
~FRIClient() override = default;
|
||||
|
||||
// Callbacks ClientApplication::step() → вызываются из FRI-потока
|
||||
// Коллбэки FRI SDK, вызываются из friThreadFunc через ClientApplication::step()
|
||||
void monitor() override;
|
||||
void waitForCommand() override;
|
||||
void command() override;
|
||||
void onStateChange(
|
||||
KUKA::FRI::ESessionState oldState, KUKA::FRI::ESessionState newState) override;
|
||||
|
||||
// Thread-safe API для ros2_control (вызывается из read/write в control-потоке)
|
||||
// Потокобезопасное API для ros2_control, вызывается из read() и write()
|
||||
void setTargetJointPositions(const std::array<double, N_JOINTS> & q);
|
||||
void setTargetJointTorques(const std::array<double, N_JOINTS> & tau);
|
||||
IIWAStateSnapshot getStateSnapshot() const;
|
||||
@@ -61,9 +61,9 @@ private:
|
||||
std::array<double, N_JOINTS> target_tau_{};
|
||||
IIWAStateSnapshot snapshot_{};
|
||||
|
||||
// Обновить snapshot_ без IPO (Monitor-режим, где getIpoJointPosition() бросает исключение)
|
||||
// Обновить snapshot_ без поля ipo_pos (в Monitor-режиме getIpoJointPosition() недоступна)
|
||||
void captureMonitoringData();
|
||||
// Обновить snapshot_ с IPO (Commanding-режим)
|
||||
// Обновить snapshot_ вместе с ipo_pos (в Commanding-режиме)
|
||||
void captureCommandingData();
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -2,22 +2,24 @@
|
||||
|
||||
#include <array>
|
||||
#include <atomic>
|
||||
#include <condition_variable>
|
||||
#include <memory>
|
||||
#include <mutex>
|
||||
#include <string>
|
||||
#include <thread>
|
||||
#include <vector>
|
||||
|
||||
// ros2_control Jazzy 4.44.0+ API
|
||||
// ВАЖНО: НЕ переопределять export_state_interfaces() / export_command_interfaces() —
|
||||
// устаревшие конструкторы не регистрируют introspection-callback pal_statistics → segfault.
|
||||
// Базовый класс создаёт интерфейсы из URDF через on_export_state_interfaces().
|
||||
// Доступ к данным через handle-API: set_state() / get_command().
|
||||
// В Jazzy 4.44.0+ нельзя переопределять export_state_interfaces() и export_command_interfaces().
|
||||
// Устаревший конструктор не регистрирует introspection-callback pal_statistics,
|
||||
// из-за чего падает с segfault. Базовый класс сам создаёт интерфейсы из URDF.
|
||||
// Данные читаем и пишем через handle-API: set_state() и get_command().
|
||||
#include "hardware_interface/hardware_info.hpp"
|
||||
#include "hardware_interface/system_interface.hpp"
|
||||
#include "hardware_interface/types/hardware_component_interface_params.hpp"
|
||||
#include "hardware_interface/handle.hpp"
|
||||
#include "hardware_interface/types/hardware_interface_return_values.hpp"
|
||||
#include "hardware_interface/types/hardware_interface_type_values.hpp"
|
||||
#include "rclcpp/clock.hpp"
|
||||
#include "rclcpp/macros.hpp"
|
||||
#include "rclcpp_lifecycle/state.hpp"
|
||||
|
||||
@@ -31,13 +33,11 @@ class IIWAHardwareInterface : public hardware_interface::SystemInterface
|
||||
public:
|
||||
RCLCPP_SHARED_PTR_DEFINITIONS(IIWAHardwareInterface)
|
||||
|
||||
// Lifecycle
|
||||
|
||||
CallbackReturn on_init(
|
||||
const hardware_interface::HardwareComponentInterfaceParams & params) override;
|
||||
|
||||
// Экспортируем external_torque как "unlisted" интерфейс (не нужно объявлять в URDF).
|
||||
// Стандартные интерфейсы (position, velocity, effort) базовый класс создаёт из URDF.
|
||||
// external_torque не объявлен в URDF, поэтому регистрируем его здесь как unlisted.
|
||||
// Стандартные интерфейсы (position, velocity, effort) базовый класс берёт из URDF сам.
|
||||
std::vector<hardware_interface::InterfaceDescription>
|
||||
export_unlisted_state_interface_descriptions() override;
|
||||
|
||||
@@ -53,37 +53,44 @@ public:
|
||||
private:
|
||||
static constexpr size_t N_JOINTS = FRIClient::N_JOINTS;
|
||||
|
||||
// Параметры из <hardware><param> в URDF
|
||||
// Параметры из секции <hardware><param> в URDF
|
||||
std::string robot_ip_;
|
||||
int fri_port_{30200};
|
||||
bool simulate_{false};
|
||||
std::string cmd_mode_str_{"position"};
|
||||
|
||||
// FRI объекты
|
||||
// Объекты FRI SDK
|
||||
std::unique_ptr<FRIClient> fri_client_;
|
||||
std::unique_ptr<KUKA::FRI::UdpConnection> connection_;
|
||||
std::unique_ptr<KUKA::FRI::ClientApplication> app_;
|
||||
|
||||
// FRI работает в фоновом потоке: step() блокируется до UDP-пакета,
|
||||
// поэтому не нагружает CPU. Синхронизация — через мьютекс FRIClient.
|
||||
// FRI-поток: step() блокируется в recvfrom() до прихода UDP-пакета.
|
||||
// После каждого успешного шага сигналит sync_cv_, чтобы read() забрал свежий снимок.
|
||||
// Это устраняет рассинхрон двух независимых клоков: read() всегда ждёт нового пакета.
|
||||
std::thread fri_thread_;
|
||||
std::atomic<bool> fri_running_{false};
|
||||
std::mutex sync_mutex_;
|
||||
std::condition_variable sync_cv_;
|
||||
bool new_data_{false};
|
||||
void friThreadFunc();
|
||||
|
||||
// Кэшированные хэндлы интерфейсов состояния (заполняются в on_activate)
|
||||
// Хэндлы интерфейсов состояния, заполняются в on_activate
|
||||
std::array<hardware_interface::StateInterface::SharedPtr, N_JOINTS> h_pos_;
|
||||
std::array<hardware_interface::StateInterface::SharedPtr, N_JOINTS> h_vel_;
|
||||
std::array<hardware_interface::StateInterface::SharedPtr, N_JOINTS> h_eff_;
|
||||
std::array<hardware_interface::StateInterface::SharedPtr, N_JOINTS> h_ext_;
|
||||
|
||||
// Кэшированные хэндлы командных интерфейсов
|
||||
// Хэндлы командных интерфейсов
|
||||
std::array<hardware_interface::CommandInterface::SharedPtr, N_JOINTS> h_cmd_pos_;
|
||||
std::array<hardware_interface::CommandInterface::SharedPtr, N_JOINTS> h_cmd_eff_;
|
||||
|
||||
// Предыдущие позиции и отфильтрованные скорости (EMA, alpha=0.2)
|
||||
// Предыдущие позиции и скорости после EMA-фильтра
|
||||
std::array<double, N_JOINTS> prev_pos_{};
|
||||
std::array<double, N_JOINTS> vel_filtered_{};
|
||||
|
||||
// Отдельный объект часов для RCLCPP_*_THROTTLE — не создаём временный в FRI-потоке
|
||||
rclcpp::Clock throttle_clock_{RCL_STEADY_TIME};
|
||||
|
||||
CommandMode parseCommandMode(const std::string & mode_str) const;
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -15,7 +15,7 @@ static const char * friStateName(KUKA::FRI::ESessionState s)
|
||||
case KUKA::FRI::MONITORING_WAIT: return "MONITORING_WAIT";
|
||||
case KUKA::FRI::MONITORING_READY: return "MONITORING_READY";
|
||||
case KUKA::FRI::COMMANDING_WAIT: return "COMMANDING_WAIT";
|
||||
case KUKA::FRI::COMMANDING_ACTIVE:return "COMMANDING_ACTIVE";
|
||||
case KUKA::FRI::COMMANDING_ACTIVE: return "COMMANDING_ACTIVE";
|
||||
default: return "UNKNOWN";
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -26,8 +26,8 @@ FRIClient::FRIClient(CommandMode mode) : cmd_mode_(mode)
|
||||
target_tau_.fill(0.0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Вызывается ТОЛЬКО из Monitor-состояний.
|
||||
// getIpoJointPosition() в Monitor-режиме бросает FRIException → не вызываем.
|
||||
// Вызывается только в Monitor-состояниях.
|
||||
// В Monitor-режиме getIpoJointPosition() бросает FRIException, поэтому здесь не зовём.
|
||||
void FRIClient::captureMonitoringData()
|
||||
{
|
||||
std::memcpy(
|
||||
@@ -45,7 +45,7 @@ void FRIClient::captureMonitoringData()
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Вызывается из Commanding-состояний (COMMANDING_WAIT и COMMANDING_ACTIVE).
|
||||
// getIpoJointPosition() здесь доступна.
|
||||
// В отличие от Monitor, здесь getIpoJointPosition() доступна.
|
||||
void FRIClient::captureCommandingData()
|
||||
{
|
||||
captureMonitoringData();
|
||||
@@ -55,39 +55,37 @@ void FRIClient::captureCommandingData()
|
||||
snapshot_.ipo_valid = true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// MONITORING_WAIT / MONITORING_READY
|
||||
// Вызывается в MONITORING_WAIT и MONITORING_READY
|
||||
void FRIClient::monitor()
|
||||
{
|
||||
std::lock_guard<std::mutex> lock(data_mutex_);
|
||||
captureMonitoringData();
|
||||
}
|
||||
|
||||
// COMMANDING_WAIT
|
||||
// FRI-документация §6.2.2: клиент ОБЯЗАН отправлять команды в каждом цикле.
|
||||
// Переход COMMANDING_WAIT → COMMANDING_ACTIVE происходит когда:
|
||||
// |IPO_position[j] - commanded_position[j]| < 0.001 рад (для всех j)
|
||||
// КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО: эхировать IPO-позицию, а не measured-позицию!
|
||||
// Если эхировать measured, статическое отклонение от IPO заблокирует переход.
|
||||
// Вызывается в COMMANDING_WAIT.
|
||||
// По документации FRI (п. 6.2.2) клиент должен отправлять команды в каждом цикле.
|
||||
// Переход в COMMANDING_ACTIVE происходит только когда разница между commanded_position
|
||||
// и IPO_position меньше 0.001 рад для всех суставов.
|
||||
// Важно эхировать именно IPO-позицию, не measured. Если взять measured,
|
||||
// статическое отклонение не даст выполниться этому условию.
|
||||
void FRIClient::waitForCommand()
|
||||
{
|
||||
std::lock_guard<std::mutex> lock(data_mutex_);
|
||||
captureCommandingData();
|
||||
|
||||
// Инициализируем целевую позицию IPO-позицией.
|
||||
// ros2_control::write() перезапишет её в следующем цикле командой контроллера.
|
||||
// Важно: до первого write() мы должны эхировать IPO, а не 0.
|
||||
// Инициализируем цель IPO-позицией, иначе до первого write() будем посылать нули.
|
||||
std::memcpy(target_pos_.data(), snapshot_.ipo_pos.data(), N_JOINTS * sizeof(double));
|
||||
|
||||
robotCommand().setJointPosition(target_pos_.data());
|
||||
|
||||
if (cmd_mode_ == CommandMode::TORQUE) {
|
||||
// В COMMANDING_WAIT момент обнуляем — контроллер ещё не синхронизирован
|
||||
// Пока контроллер не синхронизирован, момент держим на нуле
|
||||
target_tau_.fill(0.0);
|
||||
robotCommand().setTorque(target_tau_.data());
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// COMMANDING_ACTIVE — основной цикл управления
|
||||
// Вызывается в COMMANDING_ACTIVE, основной цикл управления
|
||||
void FRIClient::command()
|
||||
{
|
||||
std::lock_guard<std::mutex> lock(data_mutex_);
|
||||
@@ -96,8 +94,8 @@ void FRIClient::command()
|
||||
robotCommand().setJointPosition(target_pos_.data());
|
||||
|
||||
if (cmd_mode_ == CommandMode::TORQUE) {
|
||||
// TORQUE-режим: позиция = feedforward удержания, момент = дополнительный overlay.
|
||||
// Кука ограничивает: отклонение позиции > ±10° → CommandInvalidException.
|
||||
// В режиме TORQUE позиция работает как feedforward удержания, момент добавляется поверх.
|
||||
// Кука выбрасывает CommandInvalidException если отклонение позиции превышает 10 градусов.
|
||||
robotCommand().setTorque(target_tau_.data());
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -109,23 +107,24 @@ void FRIClient::onStateChange(
|
||||
|
||||
RCLCPP_INFO(
|
||||
rclcpp::get_logger("FRIClient"),
|
||||
"[FRI] %s → %s", friStateName(oldState), friStateName(newState));
|
||||
"FRI смена состояния: %s, теперь %s", friStateName(oldState), friStateName(newState));
|
||||
|
||||
if (newState == KUKA::FRI::IDLE || newState == KUKA::FRI::MONITORING_WAIT) {
|
||||
if (newState == KUKA::FRI::IDLE ||
|
||||
newState == KUKA::FRI::MONITORING_WAIT ||
|
||||
newState == KUKA::FRI::MONITORING_READY)
|
||||
{
|
||||
std::lock_guard<std::mutex> lock(data_mutex_);
|
||||
target_tau_.fill(0.0);
|
||||
RCLCPP_WARN(
|
||||
rclcpp::get_logger("FRIClient"),
|
||||
"[FRI] Сессия неактивна — моменты обнулены для безопасности");
|
||||
"FRI сессия неактивна, моменты обнулены");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Thread-safe сеттеры/геттеры
|
||||
|
||||
void FRIClient::setTargetJointPositions(const std::array<double, N_JOINTS> & q)
|
||||
{
|
||||
// Защита: командный интерфейс может содержать NaN до первой команды контроллера.
|
||||
// Отправка NaN в COMMANDING_ACTIVE → немедленный CK_COMPOUND_RETURN_ERROR.
|
||||
// До первой команды контроллера интерфейс содержит NaN.
|
||||
// Если отправить NaN роботу в COMMANDING_ACTIVE, получим CK_COMPOUND_RETURN_ERROR.
|
||||
for (const auto & v : q) {
|
||||
if (!std::isfinite(v)) {
|
||||
return;
|
||||
|
||||
@@ -28,7 +28,6 @@ static std::string getParam(
|
||||
return (it != info.hardware_parameters.end()) ? it->second : default_val;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// on_init — читаем параметры из <hardware><param> в URDF
|
||||
CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_init(
|
||||
const hardware_interface::HardwareComponentInterfaceParams & params)
|
||||
{
|
||||
@@ -38,7 +37,7 @@ CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_init(
|
||||
|
||||
const auto & info = params.hardware_info;
|
||||
|
||||
robot_ip_ = getParam(info, "robot_ip", "192.170.10.10");
|
||||
robot_ip_ = getParam(info, "robot_ip", "192.170.10.2");
|
||||
fri_port_ = std::stoi(getParam(info, "fri_port", "30200"));
|
||||
simulate_ = (getParam(info, "simulate", "false") == "true");
|
||||
cmd_mode_str_ = getParam(info, "command_mode", "position");
|
||||
@@ -61,8 +60,8 @@ CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_init(
|
||||
return CallbackReturn::SUCCESS;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Добавляем external_torque как "unlisted" интерфейс — не требует объявления в URDF.
|
||||
// Стандартные интерфейсы (position/velocity/effort) базовый класс создаёт из URDF.
|
||||
// external_torque не объявлен в URDF, поэтому добавляем его вручную как unlisted.
|
||||
// Стандартные интерфейсы (position, velocity, effort) базовый класс берёт из URDF сам.
|
||||
std::vector<hardware_interface::InterfaceDescription>
|
||||
IIWAHardwareInterface::export_unlisted_state_interface_descriptions()
|
||||
{
|
||||
@@ -85,13 +84,10 @@ CommandMode IIWAHardwareInterface::parseCommandMode(const std::string & mode_str
|
||||
return (mode_str == "torque") ? CommandMode::TORQUE : CommandMode::POSITION;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// on_activate — открываем FRI и ждём подключения
|
||||
CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_activate(const rclcpp_lifecycle::State &)
|
||||
{
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "Активация...");
|
||||
|
||||
// Кэшируем хэндлы интерфейсов (доступны после on_export_*,
|
||||
// базовый класс вызывает их до on_activate).
|
||||
for (size_t i = 0; i < N_JOINTS; ++i) {
|
||||
const std::string & jn = info_.joints[i].name;
|
||||
|
||||
@@ -103,7 +99,7 @@ CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_activate(const rclcpp_lifecycle::State
|
||||
h_cmd_pos_[i] = get_command_interface_handle(jn + "/" + hardware_interface::HW_IF_POSITION);
|
||||
h_cmd_eff_[i] = get_command_interface_handle(jn + "/" + hardware_interface::HW_IF_EFFORT);
|
||||
|
||||
if (!h_pos_[i] || !h_vel_[i] || !h_eff_[i] || !h_cmd_pos_[i] || !h_cmd_eff_[i]) {
|
||||
if (!h_pos_[i] || !h_vel_[i] || !h_eff_[i] || !h_ext_[i] || !h_cmd_pos_[i] || !h_cmd_eff_[i]) {
|
||||
RCLCPP_FATAL(
|
||||
rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"),
|
||||
"Не удалось получить хэндл интерфейса для сустава '%s'. "
|
||||
@@ -118,18 +114,16 @@ CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_activate(const rclcpp_lifecycle::State
|
||||
return CallbackReturn::SUCCESS;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Создаём FRI-объекты
|
||||
fri_client_ = std::make_unique<FRIClient>(parseCommandMode(cmd_mode_str_));
|
||||
connection_ = std::make_unique<KUKA::FRI::UdpConnection>();
|
||||
// 100 мс таймаут: если закрытие сокета не разблокирует recvfrom() мгновенно,
|
||||
// поток всё равно выйдет через одну итерацию.
|
||||
connection_ = std::make_unique<KUKA::FRI::UdpConnection>(100);
|
||||
app_ = std::make_unique<KUKA::FRI::ClientApplication>(*connection_, *fri_client_);
|
||||
|
||||
// Открываем UDP-порт.
|
||||
// remoteHost=nullptr: принимаем пакеты от любого хоста.
|
||||
// Робот сам начинает слать пакеты после запуска ServerFriRos2 на контроллере.
|
||||
if (!app_->connect(fri_port_, nullptr)) {
|
||||
if (!app_->connect(fri_port_, robot_ip_.c_str())) {
|
||||
RCLCPP_FATAL(
|
||||
rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"),
|
||||
"Не удалось открыть UDP-порт %d", fri_port_);
|
||||
"Не удалось подключиться к %s:%d", robot_ip_.c_str(), fri_port_);
|
||||
return CallbackReturn::ERROR;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -138,11 +132,10 @@ CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_activate(const rclcpp_lifecycle::State
|
||||
"UDP-порт %d открыт. Запустите ServerFriRos2 на роботе (%s)...",
|
||||
fri_port_, robot_ip_.c_str());
|
||||
|
||||
// Запускаем FRI-поток
|
||||
fri_running_.store(true, std::memory_order_relaxed);
|
||||
fri_thread_ = std::thread(&IIWAHardwareInterface::friThreadFunc, this);
|
||||
|
||||
// Ждём установки FRI-сессии (до 15 с)
|
||||
// Ждём пока FRI-сессия установится, максимум 15 секунд.
|
||||
constexpr int kTimeoutMs = 15000;
|
||||
constexpr int kPollMs = 100;
|
||||
int elapsed = 0;
|
||||
@@ -156,12 +149,9 @@ CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_activate(const rclcpp_lifecycle::State
|
||||
rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"),
|
||||
"FRI не подключился за %d с. Проверьте ServerFriRos2 на %s",
|
||||
kTimeoutMs / 1000, robot_ip_.c_str());
|
||||
// Не возвращаем ERROR: даём шанс дождаться в фоне
|
||||
} else {
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "FRI-сессия установлена!");
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "FRI сессия установлена!");
|
||||
|
||||
// Инициализируем prev_pos_ текущей измеренной позицией,
|
||||
// чтобы первый расчёт velocity не дал ложного скачка.
|
||||
const auto snap = fri_client_->getStateSnapshot();
|
||||
prev_pos_ = snap.measured_pos;
|
||||
vel_filtered_.fill(0.0);
|
||||
@@ -170,41 +160,55 @@ CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_activate(const rclcpp_lifecycle::State
|
||||
return CallbackReturn::SUCCESS;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Фоновый поток: step() ждёт UDP-пакет, вызывает callback, отправляет ответ.
|
||||
// Блокирующий recv внутри step() — поток не ест CPU впустую.
|
||||
// FRI-поток: крутит step() в ритме UDP-пакетов от Sunrise.
|
||||
// После каждого успешного шага сигналит read() через condition_variable.
|
||||
// Такая схема синхронизирует контрольный цикл с FRI-циклом:
|
||||
// read() всегда получает данные именно того пакета, что только что пришёл,
|
||||
// а не «какой-то из двух независимых потоков успел первый».
|
||||
void IIWAHardwareInterface::friThreadFunc()
|
||||
{
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "FRI-поток запущен");
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "FRI поток запущен");
|
||||
|
||||
while (fri_running_.load(std::memory_order_relaxed)) {
|
||||
if (!app_->step()) {
|
||||
const bool ok = app_->step();
|
||||
|
||||
if (ok) {
|
||||
{
|
||||
std::lock_guard<std::mutex> lock(sync_mutex_);
|
||||
new_data_ = true;
|
||||
}
|
||||
sync_cv_.notify_one();
|
||||
} else {
|
||||
RCLCPP_WARN_THROTTLE(
|
||||
rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"),
|
||||
*rclcpp::Clock::make_shared(), 2000,
|
||||
"FRI: step() вернул false (соединение потеряно?)");
|
||||
throttle_clock_, 2000,
|
||||
"FRI: step() вернул false, возможно потеряли соединение");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "FRI-поток завершён");
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "FRI поток завершён");
|
||||
}
|
||||
|
||||
// on_deactivate — останавливаем FRI-поток и закрываем UDP
|
||||
CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_deactivate(const rclcpp_lifecycle::State &)
|
||||
{
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "Деактивация...");
|
||||
|
||||
if (!simulate_) {
|
||||
fri_running_.store(false, std::memory_order_relaxed);
|
||||
if (fri_thread_.joinable()) {
|
||||
fri_thread_.join();
|
||||
}
|
||||
// Сначала закрываем сокет — это разблокирует recvfrom() в FRI-потоке.
|
||||
// Только потом join(). Иначе join() зависнет навсегда.
|
||||
if (app_) {
|
||||
app_->disconnect();
|
||||
}
|
||||
// Разбудить read(), если он ждёт на cv — иначе RT-поток завис в wait_for()
|
||||
sync_cv_.notify_all();
|
||||
|
||||
if (fri_thread_.joinable()) {
|
||||
fri_thread_.join();
|
||||
}
|
||||
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("IIWAHardwareInterface"), "FRI отключён");
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Обнуляем хэндлы — они невалидны вне ACTIVE-состояния
|
||||
for (size_t i = 0; i < N_JOINTS; ++i) {
|
||||
h_pos_[i] = h_vel_[i] = h_eff_[i] = h_ext_[i] = nullptr;
|
||||
h_cmd_pos_[i] = h_cmd_eff_[i] = nullptr;
|
||||
@@ -213,14 +217,13 @@ CallbackReturn IIWAHardwareInterface::on_deactivate(const rclcpp_lifecycle::Stat
|
||||
return CallbackReturn::SUCCESS;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// read() — копируем данные FRI → интерфейсы состояния.
|
||||
// Вызывается ros2_control перед каждым шагом контроллера.
|
||||
// set_state(..., false) = non-blocking try_lock, RT-безопасно.
|
||||
// read() ждёт сигнала от FRI-потока, а не читает «что успело» —
|
||||
// это гарантирует, что каждый контрольный цикл обрабатывает ровно один FRI-пакет,
|
||||
// устраняя рассинхрон двух независимых 200-Гц клоков.
|
||||
hardware_interface::return_type IIWAHardwareInterface::read(
|
||||
const rclcpp::Time &, const rclcpp::Duration & period)
|
||||
{
|
||||
if (simulate_) {
|
||||
// Эхируем команды как состояние
|
||||
for (size_t i = 0; i < N_JOINTS; ++i) {
|
||||
double pos = 0.0;
|
||||
get_command(h_cmd_pos_[i], pos, false);
|
||||
@@ -232,13 +235,24 @@ hardware_interface::return_type IIWAHardwareInterface::read(
|
||||
return hardware_interface::return_type::OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Ждём следующего FRI-пакета. Таймаут = 2× FRI-цикл на случай потери связи.
|
||||
// В норме wait_for() возвращается почти сразу — FRI-поток уже сигналил.
|
||||
{
|
||||
std::unique_lock<std::mutex> lock(sync_mutex_);
|
||||
sync_cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(10),
|
||||
[this] { return new_data_ || !fri_running_.load(std::memory_order_relaxed); });
|
||||
new_data_ = false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (!fri_running_.load(std::memory_order_relaxed)) {
|
||||
return hardware_interface::return_type::OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
const auto snap = fri_client_->getStateSnapshot();
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < N_JOINTS; ++i) {
|
||||
const double pos = snap.measured_pos[i];
|
||||
|
||||
// Численное дифференцирование + EMA-фильтр (alpha=0.2).
|
||||
// Сглаживает шум квантования энкодера и алиасинг при update_rate > FRI-rate.
|
||||
constexpr double kAlpha = 0.2;
|
||||
const double dt = period.seconds();
|
||||
const double vel_raw = (dt > 1e-9) ? (pos - prev_pos_[i]) / dt : 0.0;
|
||||
@@ -254,9 +268,6 @@ hardware_interface::return_type IIWAHardwareInterface::read(
|
||||
return hardware_interface::return_type::OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// write() — копируем команды контроллера → FRI.
|
||||
// Вызывается ros2_control после шага контроллера.
|
||||
// get_command(..., false) = non-blocking, RT-безопасно.
|
||||
hardware_interface::return_type IIWAHardwareInterface::write(
|
||||
const rclcpp::Time &, const rclcpp::Duration &)
|
||||
{
|
||||
@@ -270,8 +281,6 @@ hardware_interface::return_type IIWAHardwareInterface::write(
|
||||
get_command(h_cmd_eff_[i], tau_cmd[i], false);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Передаём в FRIClient — применятся в следующем command()-цикле.
|
||||
// FRIClient сам удерживает последнюю безопасную позицию, если сессия неактивна.
|
||||
fri_client_->setTargetJointPositions(pos_cmd);
|
||||
fri_client_->setTargetJointTorques(tau_cmd);
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -89,14 +89,16 @@ class IiwaMotionServer(Node):
|
||||
self.create_service(MoveToNamedPose, "iiwa/move_to_named", self._handle_named, callback_group=cb)
|
||||
self.create_service(Trigger, "iiwa/stop", self._handle_stop, callback_group=cb)
|
||||
|
||||
def _make_plan_params(self, pipeline: str, planner_id: str, plan_time: float, velocity_scale: float) -> PlanRequestParameters:
|
||||
def _make_plan_params(self, pipeline: str, planner_id: str, plan_time: float, velocity_scale: float, accel_scale: float | None = None) -> PlanRequestParameters:
|
||||
params = PlanRequestParameters(self._moveit, self._planning_group)
|
||||
params.planning_pipeline = pipeline
|
||||
params.planner_id = planner_id
|
||||
params.planning_time = plan_time
|
||||
params.planning_attempts = self._planning_attempts
|
||||
params.max_velocity_scaling_factor = velocity_scale
|
||||
params.max_acceleration_scaling_factor = velocity_scale
|
||||
# Ускорение отдельно от скорости: при равных значениях старт/стоп слишком резкий.
|
||||
# По умолчанию — 30% от заданной скорости, но не выше 0.2 абсолютно.
|
||||
params.max_acceleration_scaling_factor = accel_scale if accel_scale is not None else min(velocity_scale * 0.3, 0.2)
|
||||
return params
|
||||
|
||||
def _plan_and_execute(self, plan_params: PlanRequestParameters, goal_handle):
|
||||
|
||||
@@ -15,6 +15,7 @@ class RobotCfg:
|
||||
port: int
|
||||
command_mode: str
|
||||
description: str
|
||||
fri_cycle_ms: int
|
||||
|
||||
|
||||
@dataclass(frozen=True)
|
||||
@@ -56,11 +57,11 @@ class ControllerCfg:
|
||||
|
||||
@dataclass(frozen=True)
|
||||
class PlanningCfg:
|
||||
pose_link: str # TCP-линк для декартовых целей
|
||||
planning_group: str # Группа планирования из SRDF
|
||||
default_frame: str # Система отсчёта по умолчанию
|
||||
default_planner: str # Планировщик по умолчанию
|
||||
planning_attempts: int # Число попыток планирования
|
||||
pose_link: str
|
||||
planning_group: str
|
||||
default_frame: str
|
||||
default_planner: str
|
||||
planning_attempts: int
|
||||
|
||||
|
||||
@dataclass(frozen=True)
|
||||
@@ -246,6 +247,7 @@ def build_settings(settings_path: str, check_files: bool = True) -> Settings:
|
||||
port=int(require(robot_raw, "port")),
|
||||
command_mode=str(require(robot_raw, "command_mode")),
|
||||
description=resolve_path(str(require(robot_raw, "description")), settings_dir),
|
||||
fri_cycle_ms=int(robot_raw.get("fri_cycle_ms", 5)),
|
||||
)
|
||||
|
||||
# digital_twin
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user