关于moveit机械臂规划的问题：双臂规划是否有出处，需求是双臂能同时各自独立完成目标轨迹（笛卡尔空间坐标系）（相关搜索：机械臂）

Question

请问使用moveit进行双臂协同规划，是不是不可行，目前已知了解是，单臂规划，需要等待一个机械臂运行完整再执行另一个机械臂；双臂协同，则是两个机械臂同时执行同时结束，会出现运行速度相差大，或者，存在一个机械臂并未完成目标轨迹？
请问大家，moveit，双臂规划是否有出处，需求是双臂能同时各自独立完成目标轨迹（笛卡尔空间坐标系），即两者的优点结合，可以有偿沟通，十分感谢

Answer 1

下午好🌅🌅🌅
本答案参考通义千问

关于MoveIt中双臂规划的问题，这是一个在机器人学和自动化领域中非常具有挑战性的话题。以下是对您问题的详细解答：

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一、MoveIt是否支持双臂协同规划？

MoveIt 是支持双臂协同规划的，但需要一定的配置和实现方式。

1. MoveIt 的基本功能

MoveIt 是一个基于 ROS（Robot Operating System）的开源运动规划框架，主要面向单臂或多臂机械系统。它提供了以下核心功能：

• 路径规划：使用 OMPL 算法进行自由空间路径规划。
• 碰撞检测：通过 FCL（Flexible Collision Library）进行实时碰撞检测。
• 运动控制：支持与控制器接口，如 moveit_ros 和 ros_control。

2. 双臂规划的可行性

MoveIt 本身并不限制只用于单臂，只要正确配置多臂系统，就可以实现双臂同时运动。但需要注意以下几点：

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二、MoveIt 双臂规划的难点

1. 双臂独立运动 vs 协同运动

• 独立运动：两臂可以各自规划自己的轨迹，互不干扰。
• 协同运动：两臂需在同一时间完成任务，例如抓取同一物体或并行操作。

2. 规划器限制

MoveIt 默认使用的规划器（如 RRT*、PRM*）是针对单臂设计的，无法直接处理多臂之间的相互影响（如避障、路径冲突等）。

重点：
MoveIt 的默认规划器无法保证双臂同时完成目标轨迹，尤其是在笛卡尔空间坐标系下，若两个臂的轨迹不同步或存在冲突，会导致其中一个臂未完成轨迹。

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三、MoveIt 实现双臂规划的解决方案

1. 使用 MoveIt 的 Multi-Group 功能

MoveIt 支持多组（Multi-Group），即一个机器人模型中包含多个机械臂，每个臂作为一个独立的 group。

步骤如下：

1. 配置 URDF 文件：为双臂系统定义完整的 URDF 模型，包括两个臂的关节和链接。
2. 创建 MoveIt 配置文件：使用 moveit_setup_assistant 创建包含两个 group 的配置。
3. 设置不同的规划组：将每个臂分配到不同的 group 中。
4. 分别调用规划器：对每个 group 分别调用 planning_interface::MotionPlanRequest 进行独立规划。

# 示例代码（Python）
from moveit_msgs.msg import MotionPlanRequest
from moveit_commander import MoveGroupCommander

group1 = MoveGroupCommander("arm1")
group2 = MoveGroupCommander("arm2")

# 设置目标位置
group1.set_pose_target(pose_goal1)
group2.set_pose_target(pose_goal2)

# 规划轨迹
plan1 = group1.plan()
plan2 = group2.plan()

# 执行轨迹
group1.execute(plan1)
group2.execute(plan2)

重点：
上述代码中，两个臂的轨迹是独立规划和执行的，不会自动同步。如果希望它们同时完成，需要手动协调执行时间。

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2. 使用 Cartesian Path（笛卡尔路径）

如果您的需求是笛卡尔空间坐标系下的轨迹规划，可以使用 compute_cartesian_path 方法。

# 示例：计算笛卡尔路径
waypoints = [pose1, pose2, pose3]
fraction = group1.compute_cartesian_path(waypoints, 0.01, 0.0)
plan = group1.plan()

重点：
如果两个臂都使用笛卡尔路径，且轨迹长度不同，必须手动调整执行速度或等待时间，以确保两者同时完成。

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3. 使用 Time Parameterization（时间参数化）

MoveIt 提供了 TimeParameterization 功能，可以为每个轨迹分配不同的时间参数，使两个臂的执行速度不同，但仍能保持同步。

from moveit_msgs.msg import RobotTrajectory
from trajectory_msgs.msg import JointTrajectoryPoint

# 获取规划轨迹
trajectory = plan1.trajectory

# 修改时间参数
for point in trajectory.joint_trajectory.points:
    point.time_from_start = point.time_from_start * speed_factor

重点：
通过调整 speed_factor，可以控制每个臂的执行速度，从而实现不同轨迹长度下的同步执行。

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四、MoveIt 是否支持“双臂同时结束”？

1. 结论：MoveIt 不直接支持“双臂同时结束”的高级调度

MoveIt 主要关注路径规划，而不提供任务调度或时序控制功能。

2. 可行方案

• 手动控制执行时间：通过 sleep() 或 rospy.sleep() 控制两个臂的执行间隔。
• 使用 ROS 时间戳：在执行前检查两个轨迹的总时间，确保同步。
• 使用外部调度器：如 actionlib 或自定义调度模块，控制双臂的启动和停止时间。

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五、MoveIt 双臂规划的参考资料与出处

以下是几个重要的参考来源，可用于进一步研究 MoveIt 双臂规划：

| 资源名称 | 类型 | 链接 | |----------|------|------| | MoveIt 官方文档 - 多组配置 | 文档 | https://moveit.ros.org/ | | MoveIt Setup Assistant | 教程 | https://github.com/ros-planning/moveit_tutorials | | ROS Wiki - MoveIt Multi Group | 文档 | http://wiki.ros.org/moveit | | GitHub: moveit_ros_move_group | 源码 | https://github.com/ros-planning/moveit_ros |

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六、总结

✅ MoveIt 可以实现双臂规划，但需要以下条件：

1. 正确配置双臂的 URDF 和 MoveIt 配置；
2. 使用 MoveGroupCommander 对每个臂进行独立规划；
3. 通过时间参数化或外部调度实现同步执行；
4. 若需要笛卡尔空间轨迹，需使用 compute_cartesian_path 并调整执行速度。

❌ MoveIt 不支持“自动同步双臂执行”的功能

• 需要用户自行实现同步逻辑；
• 若轨迹长度差异大，可能出现一个臂提前完成的情况。

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七、建议

如果您需要完全自动化的双臂协同规划，建议考虑以下方向：

1. 使用更高级的运动规划库，如 OMPL + Custom Planner；
2. 结合 ROS Action Server 实现任务调度；
3. 使用仿真工具（如 Gazebo + MoveIt）验证双臂行为；
4. 商业合作：如果您有项目预算，可以联系 ROS 相关公司（如 PickNik、Open Robotics）进行定制开发。

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如果您需要具体的代码示例、URDF 配置模板或双臂同步算法实现，我可以进一步为您提供帮助。欢迎继续提问！