运动学MPC VR遥操作
本目录包含基于运动学模型预测控制（Kinematic MPC）的VR遥操作系统的启动文件。系统支持Quest3头显进行实时手部追踪和遥操作控制。
🎯 系统概述
运动学MPC VR遥操作：
- 运动学模型预测控制（Kinematic MPC）: 提供平滑的机器人运动控制
- Quest3 VR头显: 实时手部追踪和姿态捕获
- 多种控制模式: 直接控制和增量控制
📋 启动文件
仿真模式
| 启动文件 | 控制方式 | 描述 |
|---|---|---|
kinematic_mpc_vr.launch | 直接控制 | 基础仿真模式，手部位置直接映射到机器人末端执行器 |
kinematic_mpc_vr_incremental.launch | 增量控制 | 增量仿真模式，通过手部移动增量控制机器人运动 |
实物模式
| 启动文件 | 控制方式 | 描述 |
|---|---|---|
kinematic_mpc_vr_real.launch | 直接控制 | 实物机器人直接控制模式 |
kinematic_mpc_vr_incremental_real.launch | 增量控制 | 实物机器人增量控制模式 |
🔧 控制模式说明
直接控制模式
- 特点: VR中的手部位置直接映射到机器人的末端执行器位置
增量控制模式
- 特点: 通过手部移动的增量来控制机器人运动，支持重新定位
🚀 快速开始
1. 仿真模式启动
# 基础仿真模式
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr.launch ip_address:=<QUEST3_IP>
# 增量仿真模式
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr_incremental.launch ip_address:=<QUEST3_IP>
2. 实物模式启动
⚠️ 注意: 实物模式需要确保机器人安全，建议先在仿真中熟练操作
# 实物直接控制
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr_real.launch ip_address:=<QUEST3_IP>
# 实物增量控制
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr_incremental_real.launch ip_address:=<QUEST3_IP>
📝 参数配置
基础参数
| 参数名 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|
ip_address | 192.168.3.17 | Quest3头显的IP地址 |
hand_reference_mode | thumb_index | 手部参考点模式 |
ee_type | qiangnao | 末端执行器类型 |
control_torso | 0 | 是否控制躯干（0=否，1=是） |
incremental_control | 1 | 增量控制模式（仅增量版本） |
安全保护参数
| 参数名 | 默认值 | 描述 | 建议范围 |
|---|---|---|---|
enable_safety | 1 | 启用安全保护（0=禁用，1=启用） | 0-1 |
max_pos_diff | 0.45 | 最大位置差异（米） | 0.1-1.0 |
max_quat_diff | 1 | 最大姿态差异（弧度） | 0.05-0.5 |
安全保护参数
| 参数名 | 默认值 | 描述 | 建议范围 |
|---|---|---|---|
enable_safety | true | 启用安全保护（false=禁用，true=启用） | bool |
max_pos_diff | 0.45 | 最大位置差异（米） | 0.1-1.0 |
max_quat_diff | 1 | 最大姿态差异（弧度） | 0.5-1 |
手部参考点模式
| 模式 | 描述 | 适用场景 |
|---|---|---|
thumb_index | 拇指食指中点（默认） | 抓取操作，精细控制 |
fingertips | 所有手指尖中心 | 精确定位任务 |
middle_finger | 中指尖 | 指向操作，按钮点击 |
palm | 手掌中心 | 通用操作 |
末端执行器类型
| 类型 | 描述 |
|---|---|
qiangnao | 强脑灵巧手 |
jodell | Jodell夹爪 |
lejuclaw | 乐聚夹爪 |
🎮 操作指南
Quest3手势控制
- 启动手势: 双手做"OK"手势并保持1-2秒
- 停止手势: 双手做"射击"手势并保持1-2秒
📊 使用示例
直接控制仿真
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr.launch \
ip_address:=10.10.20.130 \
hand_reference_mode:=thumb_index \
ee_type:=qiangnao
直接控制实物操作
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr_real.launch \
ip_address:=192.168.3.17 \
hand_reference_mode:=thumb_index \
ee_type:=qiangnao \
control_torso:=0
增量控制仿真
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr_incremental.launch \
ip_address:=192.168.3.17 \
incremental_control:=1 \
hand_reference_mode:=fingertips \
enable_safety:=true \
max_pos_diff:=0.45 \
max_quat_diff:=1
增量控制实物操作
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr_incremental_real.launch \
ip_address:=192.168.3.17 \
incremental_control:=1 \
hand_reference_mode:=fingertips \
enable_safety:=false \
max_pos_diff:=0.45 \
max_quat_diff:=1
📚 补充
轮臂机器人
机器人版本
在终端执行 echo $ROBOT_VERSION 查看当前设置的版本号，如果没有设置，通过以下设置版本号 (当前轮臂所用的版本号为45)：
- 在当前终端执行 (临时设置):
export ROBOT_VERSION=45
- 将其添加到你的
~/.bashrc或者~/.zshrc终端配置文件中: 如执行:echo 'export ROBOT_VERSION=40' >> ~/.bashrc
添加到 ~/.bashrc 文件 ( bash 终端) 末尾，重启终端后生效
编译
执行以下命令开始编译：
catkin config -DCMAKE_ASM_COMPILER=/usr/bin/as -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release # Important!
# -DCMAKE_ASM_COMPILER=/usr/bin/as 为配置了ccache 必要操作，否则可能出现找不到编译器的情况
catkin build humanoid_controllers #会编译所有依赖项
操作
当前可通过直接控制模式来控制轮臂的手臂
在仿真环境中：
# 基础仿真模式
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr.launch ip_address:=<QUEST3_IP>
在实物环境中：
# 实物直接控制
roslaunch motion_capture_ik kinematic_mpc_vr_real.launch ip_address:=<QUEST3_IP>