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箱体搬运行为树模块 (grab_box)

1. 功能简介​

通过AprilTag标签识别或视觉识别模型，得到目标的位姿。然后采用基于行为树（Behavior Tree）的方法，将寻找目标、移动、抓取、放置等行为节点通过逻辑连接，完成箱体搬运任务流程。

2. 环境与依赖​

2.1. 软件依赖​

  • BehaviorTree.CPP (v3): 本模块依赖BehaviorTree.CPP框架。如果环境中未安装，可通过以下命令安装：
    sudo apt install ros-noetic-behaviortree-cpp-v3
  • Groot2: 推荐使用Groot2对行为树进行可视化编辑和监控。
  • 其他环境配置和本代码库 (kuavo_ros_control) 所需一致。

2.2. 硬件与配置 (实物)​

  • AprilTag标签: 默认使用AprilTag进行目标定位，请确保标签已正确摆放。
  • AprilTag配置: AprilTag标签的ID和尺寸在上位机 kuavo_ros_application 代码库的 src/ros_vision/detection_apriltag/apriltag_ros/config/tags.yaml 文件中配置。请确保该配置与实际使用的标签一致。

3. 编译​

在catkin工作空间下，执行以下命令编译本功能包以及相关依赖：

catkin build humanoid_controllers grab_box

4. 使用说明​

本模块支持在仿真和实物机器人上运行。

4.1. 仿真​

4.1.1. 启动流程​

  1. 启动 Launch 文件

    • 在终端中source工作空间：
      source devel/setup.zsh
      # 或 source devel/setup.bash
    • 运行基础仿真启动指令：
      roslaunch grab_box grab_box_sim.launch
    • 如需使用北通手柄控制，请根据手柄型号选择以下指令：
      # 北通2
      roslaunch grab_box grab_box_sim.launch joystick_type:=bt2
      # 北通2 Pro
      roslaunch grab_box grab_box_sim.launch joystick_type:=bt2pro

  2. 控制行为树 行为树的启动和停止可以通过命令行或手柄进行控制。

    *   **命令行控制**:
        - 开启新终端并 `source` 工作空间。
        - **开始执行**: `sh scripts/start_bt_tree.sh`
        - **停止执行**: `sh scripts/stop_bt_tree.sh`

    *   **北通手柄控制**:
        - **开始执行**: `RT + A`
        - **停止执行**: 需要两步操作！
            1.  `RT + B`: 停止行为树运行。
            2.  `RT + X`: 停止手臂运动控制器。

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4.2. 实物机器人​

4.2.1. 准备工作​

  1. ROS主从机配置: 确保上下位机的ROS网络配置正确，可以互相通信。
  2. 机器人零点标定: 全身关节的零点需标定完成。
    • 腿部零点可通过零点工装完成标定。
    • 头部和手臂的零点可通过视觉标定程序完成，具体请参考视觉标定文档。
  3. 代码分支与编译:
    • 下位机 (kuavo_ros_control): 推荐使用 dev 分支，并执行过 catkin build。
    • 上位机 (kuavo_ros_application): 推荐使用 dev 分支，并按照其 README 说明完成编译。

4.2.2. 启动与控制​

[IMPORTANT] 启动时请务必遵循以下顺序：先启动下位机程序，再启动上位机程序。

  1. 下位机

    • 在kuavo_ros_control工作空间下，运行启动命令：

      # 基础启动
      roslaunch grab_box grab_box_real.launch

      # 如需使用北通手柄，请根据型号选用：
      # 北通2
      roslaunch grab_box grab_box_real.launch joystick_type:=bt2
      # 北通2 Pro
      roslaunch grab_box grab_box_real.launch joystick_type:=bt2pro

  2. 上位机

    • 在 kuavo_ros_application 的工作空间下，运行启动命令：
      roslaunch dynamic_biped sensor_apriltag_only_enable.launch

  3. 控制行为树 控制方式与仿真环境一致，可通过命令行或手柄操作。

    • 命令行控制:

      • 开启新终端并 source 工作空间。
      • 开始执行: sh scripts/start_bt_tree.sh
      • 停止执行: sh scripts/stop_bt_tree.sh

    • 北通手柄控制:

      • 开始执行: RT + A
      • 停止执行: 需要两步操作！
        1. RT + B: 停止行为树运行。
        2. RT + X: 停止手臂运动控制器。

5. 行为树 (Behavior Tree)​

5.1. 行为树文件​

行为树的XML定义文件位于本功能包的 cfg/ 目录下。可以根据需求修改或创建新的行为树文件。

5.2. 可视化与修改​

使用Groot2可以对箱体搬运的流程进行可视化和修改。

  1. 下载并安装 Groot2。
  2. 启动Groot2，并打开需要查看或修改的XML文件。

更多关于Groot2的使用方法，请参考其官方网站：behaviortree.dev/groot/

5.3. 关键节点与参数​

5.3.1. 参数配置文件 bt_config.yaml​

该文件位于 ./cfg/ROBOT_VERSION/bt_config.yaml 中，ROBOT_VERSION 为使用的机器人型号对应的文件夹。文件中主要包含所使用的行为树文件路径、二维码识别的安全区域、以及关键节点的使用参数。

5.3.2. 自定义行为树节点​

如需了解行为树节点的代码结构或开发自定义节点，请参考 BehaviorTree.CPP 的官方文档教程：BT.CPP Tutorials

6. 注意事项与技巧​

  • 机器人姿态调整: 如果发现机器人在站立或行走时有明显的前倾或后仰，可以通过微调腿部3号、9号电机的零点（例如，±1～3度）来进行补偿，以获得更稳定的运动效果。具体操作可参考此文档。
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