Dobot ROS2 Control Hardware Interface

1. Interfaces

2. Build

Tested environment:

• Ubuntu 24.04
  • ROS2 Jazzy

Build Command:

cd ~/ros2_ws
colcon build --packages-up-to dobot_ros2_control --symlink-install

Dobot CR机器人 (192.168.5.38)
    ↑ TCP连接 (端口30004实时数据, 29999控制命令)
dobot_ros2_control (硬件接口)
    ↓ 提供 hardware_interface
ros2_control_node (控制器管理器)
    ↓ 加载控制器
joint_trajectory_controller / position_controller
    ↓
MoveIt / 其他高层应用

注意: 本实现直接通过TCP与机器人通信，无需启动cr_robot_ros2_node底层驱动节点。

配置参数

在 URDF 或 ros2_control 配置文件中可以设置以下参数：

参数名称	类型	默认值	说明
robot_ip	string	192.168.5.38	机器人 IP 地址
servo_time	double	0.03	ServoJ 执行时间（秒），建议为 controller_manager update_rate 的倒数
aheadtime	double	20.0	提前量，用于轨迹平滑预测（范围 20-100）
gain	double	500.0	比例增益，用于轨迹跟踪误差补偿（范围 200-1000）
speed_factor	int	5	全局速度比例（范围 1-100，百分比）
verbose	bool	false	是否显示详细日志（包括 TCP 接收和命令发送频率）

注意:

• 硬件接口的更新频率由 controller_manager 的 update_rate 参数控制（在 config/dobot_ros2_control.yaml 中配置）
• servo_time 应该与控制周期匹配，例如 100Hz 控制频率对应 0.01 秒
• aheadtime 和 gain 参数用于改善轨迹跟踪性能，建议保持默认值

URDF 配置示例

<ros2_control name="dobot_system" type="system">
  <hardware>
    <plugin>dobot_ros2_control/DobotHardware</plugin>
    <param name="robot_ip">192.168.5.38</param>
    <param name="servo_time">0.01</param>
    <param name="aheadtime">20.0</param>
    <param name="gain">500.0</param>
    <param name="speed_factor">5</param>
    <param name="verbose">false</param>
  </hardware>
  
  <!-- 6个关节 -->
  <joint name="joint1">
    <command_interface name="position"/>
    <state_interface name="position"/>
    <state_interface name="velocity"/>
    <state_interface name="effort"/>
  </joint>
  
  <joint name="joint2">
    <command_interface name="position"/>
    <state_interface name="position"/>
    <state_interface name="velocity"/>
    <state_interface name="effort"/>
  </joint>
  
  <joint name="joint3">
    <command_interface name="position"/>
    <state_interface name="position"/>
    <state_interface name="velocity"/>
    <state_interface name="effort"/>
  </joint>
  
  <joint name="joint4">
    <command_interface name="position"/>
    <state_interface name="position"/>
    <state_interface name="velocity"/>
    <state_interface name="effort"/>
  </joint>
  
  <joint name="joint5">
    <command_interface name="position"/>
    <state_interface name="position"/>
    <state_interface name="velocity"/>
    <state_interface name="effort"/>
  </joint>
  
  <joint name="joint6">
    <command_interface name="position"/>
    <state_interface name="position"/>
    <state_interface name="velocity"/>
    <state_interface name="effort"/>
  </joint>
</ros2_control>

使用方法

1. 编译

cd ~/ros2_ws
colcon build --packages-select dobot_ros2_control --symlink-install
source install/setup.bash

2. 确保机器人网络连接

确保你的电脑能够访问机器人IP地址：

ping 192.168.5.38

3. 启动 ros2_control

在你的 launch 文件中添加 ros2_control_node：

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
    return LaunchDescription([
        Node(
            package='controller_manager',
            executable='ros2_control_node',
            parameters=[robot_description, ros2_control_params],
            output='screen',
        ),
        # ... 加载控制器 ...
    ])

4. 加载控制器

# 加载关节状态广播器
ros2 control load_controller joint_state_broadcaster

# 加载位置控制器（例如）
ros2 control load_controller position_controller

# 配置并启动控制器
ros2 control set_controller_state joint_state_broadcaster start
ros2 control set_controller_state position_controller start

测试

查看硬件接口状态

ros2 control list_hardware_interfaces

应该看到类似输出：

command interfaces
    joint1/position [available] [unclaimed]
    joint2/position [available] [unclaimed]
    ...
state interfaces
    joint1/position
    joint1/velocity
    joint1/effort
    ...

查看控制器状态

ros2 control list_controllers

依赖项

• ROS2 Jazzy 或更高版本
• ros2_control
• ros2_controllers
• sensor_msgs

技术细节

生命周期管理

• on_init(): 读取配置参数，初始化数据结构
• on_activate(): 创建订阅器，等待首次数据
• read(): 返回最新的关节状态
• write(): 发送控制命令（当前为空实现）
• on_deactivate(): 清理资源

开发计划

• 实现位置命令发送（通过 ServoJ 服务）
• 添加速度控制模式
• 添加力矩控制模式
• 添加碰撞检测接口
• 优化实时性能
• 添加错误恢复机制

参考资料

• ros2_control 文档
• hardware_interface API
• Dobot CR 系列编程手册