一、 提要

ROS-control是ROS重要概念，而 ROS-control是通过PR因此，从本质上讲，它是由开发产生的PR2本质是彻底理解ROS-control；本文主要阐述ROS-control的消息；

ROS-control的基础是pr2，PR2（Personal Robot 2.2代个人机器人)Willow Garage该公司设计的机器人平台数字2代表第二代机器人。本文将介绍ROS中的pr2机制及相应的接口开发原理。

二、pr2的六个关键

2.1 Pr六个关键知识点如下

• pr2_controller_interface：实时控制器 C 接口
• pr2_controller_manager：允许您在实时循环中操作和管理多个控制器的基础设施
• pr2_hardware_interface：PR2 硬件的 C 接口包括执行器、压力传感器、加速度计、数字输出和投影仪接口。
• pr2_mechanism_model：基于力控机器人的模型 urdf 机器人描述格式。
• pr2_mechanism_msgs：包括实时控制器、关节和执行器状态在内的实时控制电路通信消息。
• realtime_tools：实时发布到 ROS 主题工具。

本文主要讨论pr2_mechanism_msgs和realtime_tools；

三、关于pr2_mechanism_msgs

该包定义了与实时控制循环通信的服务。它还定义了实时控制器、关节和执行器状态的信息。

ROS Message / Service / Action Types

ROS Message Types	ROS Service Types	ROS Action Types
ActuatorStatistics ControllerStatistics JointStatistics MechanismStatistics	ListControllerTypes ListControllers LoadController ReloadControllerLibraries SwitchController UnloadController	SwitchController

四、ROS Message Types

4.1 pr2_mechanism_msgs/ActuatorStatistics

此消息包含 pr2 执行器在机器人上的状态。 通过电机和编码器包含执行器transmission传输到关节。

# actuator的名称
stringname

#ethercat 链中 MCB 的序列号。
#链条中的第一个设备 deviced_id 为零
int32device_id

#测量执行器状态的时间

timetimestamp

# theencoderposition,representedbythenumberofencoderticks
int32encoder_count

#Theangularoffset(inradians)thatisaddedtotheencoderreading,
#togettothepositionoftheactuator.Thisnumberiscomputedwhenthereferece
#sensoristriggeredduringthecalibrationphase
float64encoder_offset

#theencoderpositioninradians
float64position

#theencodervelocityinencodertickspersecond
float64encoder_velocity

#theencodervelocityinradianspersecond
float64velocity

#thevalueofthecalibrationreading:low(false)orhigh(true)
boolcalibration_reading

#booltoindicateifthejointalreadytriggeredtherising/fallingedgeofthereferencesensor
boolcalibration_rising_edge_valid
boolcalibration_falling_edge_validbr>
# the encoder position when the last rising/falling edge was observed. 
# only read this value when the calibration_rising/falling_edge_valid is true
float64 last_calibration_rising_edge
float64 last_calibration_falling_edge

# flag to indicate if this actuator is enabled or not. 
# An actuator can only be commanded when it is enabled.
bool is_enabled

# indicates if the motor is halted. A motor can be halted because of a voltage or communication problem
bool halted

# the last current/effort command that was requested
float64 last_commanded_current
float64 last_commanded_effort

# the last current/effort command that was executed by the actuator
float64 last_executed_current
float64 last_executed_effort

# the last current/effort that was measured by the actuator
float64 last_measured_current
float64 last_measured_effort

# the motor voltate
float64 motor_voltage

# the number of detected encoder problems 
int32 num_encoder_errors

    

4.2 pr2_mechanism_msgs/ControllerStatistics

消息文件：pr2_mechanism_msgs/ControllerStatistics.msg

# This message contains the state of one realtime controller
# that was spawned in pr2_mechanism_control

# the name of the controller
string name

# the time at which these controller statistics were measured
time timestamp

# bool that indicates if the controller is currently
# in a running or a stopped state
bool running

# the maximum time the update loop of the controller ever needed to complete
duration max_time

# the average time the update loop of the controller needs to complete. 
# the average is computed in a sliding time window.
duration mean_time

# the variance on the time the update loop of the controller needs to complete.
# the variance applies to a sliding time window.
duration variance_time

# the number of times this controller broke the realtime loop
int32 num_control_loop_overruns

# the timestamp of the last time this controller broke the realtime loop
time time_last_control_loop_overrun

4.3 pr2_mechanism_msgs/JointStatistics 

消息文件：pr2_mechanism_msgs/JointStatistics.msg

# This message contains the state of one joint of the pr2 robot.
# This message is specificly designed for the pr2 robot. 
# A generic joint state message can be found in sensor_msgs::JointState

# the name of the joint
string name

# the time at which these joint statistics were measured
time timestamp

# the position of the joint in radians
float64 position

# the velocity of the joint in radians per second
float64 velocity

# the measured joint effort 
float64 measured_effort

# the effort that was commanded to the joint.
# the actual applied effort might be different
# because the safety code can limit the effort
# a joint can apply
float64 commanded_effort

# a flag indicating if the joint is calibrated or not
bool is_calibrated

# a flag inidcating if the joint violated one of its position/velocity/effort limits
# in the last publish cycle
bool violated_limits

# the total distance travelled by the joint, measured in radians.
float64 odometer

# the lowest position reached by the joint in the last publish cycle
float64 min_position

# the highest position reached by the joint in the last publish cycle
float64 max_position

# the maximum absolute velocity reached by the joint in the last publish cycle
float64 max_abs_velocity

# the maximum absolute effort applied by the joint in the last publish cycle
float64 max_abs_effort

4.4 pr2_mechanism_msgs/MechanismStatistics 

消息文件：pr2_mechanism_msgs/MechanismStatistics.msg

# This message describes the state of the pr2 mechanism. It contains the state of
# each actuator, each joint, and each controller that is spawned in pr2_mechanism_control.

Header header
ActuatorStatistics[] actuator_statistics
JointStatistics[] joint_statistics
ControllerStatistics[] controller_statistics

五、ROS Service Types

5.1 pr2_mechanism_msgs/ListControllerTypes

服务文件：pr2_mechanism_msgs/ListControllerTypes.srv

# The ListControllers service returns a list of controller types that are known
# to pr2_mechanism_control. 
string[] types

5.2 pr2_mechanism_msgs/ListControllers 

服务文件：pr2_mechanism_msgs/ListControllers.srv

# The ListControllers service returns a list of controller names that are spawned
# inside pr2_mechanism_control, and their corresponding stats. The state is either
# running or stopped.
string[] controllers
string[] state

5.3 pr2_mechanism_msgs/LoadController 

服务文件：pr2_mechanism_msgs/LoadController.srv

# The LoadController service allows you to load a single controller 
# inside pr2_controller_manager

# To load a controller, specify the "name" of the controller. 
# The return value "ok" indicates if the controller was successfully
# constructed and initialized or not.

string name
bool ok

5.4 pr2_mechanism_msgs/ReloadControllerLibraries 

服务文件：pr2_mechanism_msgs/ReloadControllerLibraries.srv

# The ReloadControllerLibraries service will reload all controllers that are available in
# the system as plugins


# Reloading libraries only works if there are no controllers loaded. If there
# are still some controllers loaded, the reloading will fail.
# If this bool is set to true, all loaded controllers will get
# killed automatically, and the reloading can succeed.
bool force_kill
---
bool ok

5.5 pr2_mechanism_msgs/SwitchController

pr2_mechanism_msgs/SwitchController.srv

# The SwitchController service allows you stop a number of controllers
# and start a number of controllers, all in one single timestep of the
# pr2_mechanism_control control loop. 

# To switch controllers, specify 
#  * the list of controller names to start,
#  * the list of controller names to stop, and
#  * the strictness (BEST_EFFORT or STRICT)
#    * STRICT means that switching will fail if anything goes wrong (an invalid
#      controller name, a controller that failed to start, etc. )
#    * BEST_EFFORT means that even when something goes wrong with on controller, 
#      the service will still try to start/stop the remaining controllers

# The return value "ok" indicates if the controllers were switched
# successfully or not.  The meaning of success depends on the 
# specified strictness.


string[] start_controllers
string[] stop_controllers
int32 strictness
int32 BEST_EFFORT=1
int32 STRICT=2
---
bool ok

5.6 pr2_mechanism_msgs/UnloadController

pr2_mechanism_msgs/UnloadController.srv

# The UnloadController service allows you to unload a single controller 
# that is loaded in pr2_controller_manager. 

# To unload a controller, specify the "name" of the controller. 
# The return value "ok" indicates if the controller was unloaded or not.
# There are three cases when unloadinng a controller will fail:
#  * No controller with the specified name exists
#  * The controller is still running
#  * Another controller depends on the specified controller

string name
---
bool ok

六、ROS Action Types

6.1 pr2_mechanism_msgs/SwitchController 

消息文件：pr2_mechanism_msgs/SwitchController.action

string[] start_controllers
string[] stop_controllers
---
---