IEEE UFABC - RASARM Project

⌛ Projeto em Andamento

Descrição | Requisitos | Modelagem | Como utilizar | Repositórios | Resultados | Licença | Autores

🤖 Descrição do projeto

O projeto consiste na utilização do framework ROS (Robot Operating Systems) para simulação e validação de um braço robótico 5-DOF, que possuíra um sistema de controle a partir de um teclado ou por um joystick. Além disso, será avaliado, através dos programas integrados ao ROS, como Movelt+RVIZ e Gazebo, o planejamento de caminhos em tarefas de manipulação de objetos e o funcionamento consistente dos links e juntas do modelo.

Outro ponto do projeto é estabelecer um vínculo entre o modelo virtual e o real, para que os movimentos requeridos sejam validados na simulação e em seguida replicados no modelo real, visando a eficiência e estabilidade em tarefas de manipulação.

⚙️ Requisitos

Para execução dessa simulação deve-se ter instalado alguns programas específicos que permitem o funcionamento do projeto. Prioritariamente precisa-se instalar o framework ROS, no caso desse projeto utilizamos a versão ROS 1 LTS Noetic Ninjemys direcionado para o sistema operacional Ubuntu 20.04 (Focal). Apesar da recomendação de utilização dessa distribuição Linux, outros sistema são suportados, incluíndo o Windows que possui algumas abordagens de funcionamento do ROS, porém com algumas limitações de implementação como as restrições da interface gráfica para execução do programas embutidos, especificamente RVIZ e Gazebo.

Após a instalação do framework deve-se instalar o Movelt, plataforma para tarefas robóticas integrada ao ROS, permitindo o desenvolvimento de aplicações de manipulação complexa de objetos por braços robóticos.

Ubuntu 20.04 LTS	ROS 1 Noetic Ninjemys	GAZEBO 9	Movelt 1

🦾 Modelo do braço robótico

Em relação à etapa de modelagem do braço robótico, optou-se pela utilização da versão open source BCN3D-MOVEO, que possui cinco graus de liberdade e portabilidade com o microcontrolador Arduino.

A escolha desse modelo deve-se pela sua disponibilidade de informações referente a impressão 3D do braço robótico, com o compartilhamento de arquivos BOM (bill of materials), STL files para impressão da estrutura e as CAD designs files no github da BCN3D Moveo.

💻 Como utilizar

Os comandos de instrução para execução do projeto são apresentados logo abaixo, em considerando a utilização do sistema operacional Ubuntu.

1. Criar um workspace: criar uma pasta principal através do terminal com o nome desejado, inserindo nela um subpasta nomeado como src.

   $ mkdir workspace_name/src
   

2. Criar o espaço de trabalho catkin, para criação dos diretórios source(src), build e devel e executar o comando CMake.

   $ cd ~/worspace_name
   $ catkin_make
   

3. Sempre que deseja-se executar o workspace ou após a compilação inicial deve-se executar o seguinte comando para soprepor o espaço de trabalho sob o ambiente.

   $ source devel/setup.bash
   

4. Crie um diretório para descrição do modelo dentro da pasta src, onde nomeação da pasta é de sua escolha.

   $ cd ~/src
   workspace_name/src$ mkdir name_robot_description
   

5. Em seguida, baixe os repositórios do projeto apresentados no github, colocando-os na pasta criada na etapa 4.

   $ git clone https://github.com/giovannirdias/IEEE-RASArm.git
   

6. Para a etapa de execução das simulações, existe comandos específicos para cada tipo de plataforma associada ao ROS: a. Para a avaliação da tarefa de planejamento e manipulação de objetos com braço robótico simulado, utiliza-se a plataforma RVIZ com o plugin Movelt pelo seguinte comando:

   workspace_name/$ roslaunch name_robot_description rviz.launch 
   

   b. Para simulação 3D de cenários com obstáculos e outros objetos, incluíndo a utilização de componentes físicos como iluminação, gravidade e inércia, deve-se utilizar a plataforma Gazebo pelo seguinte comando:

   workspace_name/$ roslaunch name_robot_description gazebo.launch 
   

📁 Repositórios

Abaixo, apresenta-se uma descrição dos repositórios desse projeto.

I. model_description

Contém diretórios para construção dos elementos do braço robótico e também para a execução das simulações.

urdf

Contém a file URDF (Unified Robot Description File) para descrição do braço robótico 5-DOF (BCN3D-Moveo), sendo utilizado na simulação com a plataforma RVIZ com configuração do Movelt, como também no Gazebo.

launch

Contém as files de execução das simulações na plataforma RVIZ e Gazebo.

meshes

Contém os modelos 3D, no formato .STL, que são utilizados para representação do modelo no ROS. Especificamente foi dividido o robô em 9 files, com denominação de links e as partes associadas a garra.

rviz

Contém as configuração do ambiente RVIZ, como o plugin Moveit e especificações de visualização da janela do simulador.

🏁 Resultados

📑 Licença

✅ Autores

Giovanni 🤖 💻

Marcos Pacheco 🤖 💻

Vitor Chagas 🤖 💻