Legged_control 本地部署指南（小白友好版）

Frederic · 2024 年9 月 14 日 14:03

笔者最近看MIT的cheetah mini论文，看得头昏脑涨，头晕目眩，头重脚轻，灵魂出窍。相关开源代码因为体系过于复杂，且包含上下位机所有软件部分，实在难以下手研究。但天无绝人之路，这时看到了github上qiayuanl大佬做的legged_control项目。legged_control提供了一个清晰的步骤，帮助我们理解和操作基于OCS2和ros-controls的非线性MPC与WBC框架。且legged_control项目遵循标准的ROS工作空间结构，易于部署和理解。笔者从中受益匪浅，故整理自己在本地部署时的步骤细节和报错解决方案，方便大家在本地的部署。

关键子目录的概览

docs - 包含项目文档和说明。
legged_common - 共享的数据结构和函数库。
legged_control - 主控制堆栈的源码，实现了NMPC和WBC的核心算法。
legged_controllers - 控制器的具体实现，如腿部运动模式控制器。
legged_estimation - 估计相关的组件，可能涉及状态估计或传感器数据处理。
legged_examples - 示例代码，可能含有特定机器人的示例配置或仿真设置。
legged_gazebo - Gazebo仿真相关文件，用于虚拟环境中测试机器人。
legged_hw - 硬件交互层，用于实际机器人的控制。
legged_interface - 提供与机器人交互的API。
legged_wbc - Whole Body Control的相关代码。
qpoases_catkin - 可能是作为依赖项的QPOASES求解器的ROS集成。

前备条件

软件：

Linux系统：Ubuntu 20.04
ROS版本：ROS noetic
编译工具：catkin

硬件：

Intel NUC11

准备步骤

环境准备：
确保你已安装了以下依赖项:

sudo apt install liburdfdom-dev liboctomap-dev libassimp-dev

新建工作空间：

mkdir -p 自定义空间名称/src
cd 自定义空间名称
catkin_make

然后cd 进src进行下一步安装

安装

代码源

源代码托管在github上：https://github.com/qiayuanl/legged_control.git
但国内源推荐csdn的gitcode加速<legged_control:Nonlinear MPC and WBC framework for legged robot based on OCS2 and ros-controls - GitCode>

# 克隆legged_control,使用HTTP协议
git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/le/legged_control.git

OCS2

OCS2 是一个针对切换系统优化控制的 C++ 工具箱，适用于机器人任务，包括路径约束处理和 URDF 模型支持。它提供了高效算法如 SLQ、iLQR 和 SQP，并具有 ROS 接口。工具箱包含自动微分工具，确保在有限计算能力的机器人应用中实现数值稳定和高效控制。

OCS2是一个大型单库项目；请不要尝试编译整个仓库。您只需按照以下步骤编译ocs2_legged_robot_ros及其依赖项。

按照OCS2文档中的说明克隆OCS2，pinocchio和hpp-fcl、

# 克隆OCS2
git clone git@github.com:leggedrobotics/ocs2.git
# 克隆pinocchio
git clone --recurse-submodules https://github.com/leggedrobotics/pinocchio.git
# 克隆hpp-fcl
git clone --recurse-submodules https://github.com/leggedrobotics/hpp-fcl.git
# 克隆ocs2_robotic_assets
git clone https://github.com/leggedrobotics/ocs2_robotic_assets.git

从src回到自定义空间目录下，编译构建各包：

# 编译`ocs2_legged_robot_ros`包
catkin config -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo
catkin build ocs2_legged_robot_ros ocs2_self_collision_visualization

# 构建`legged_control`的源代码：
catkin build legged_controllers legged_unitree_description

# 构建模拟
catkin build legged_gazebo

# 构建实际硬件接口机器人
catkin build legged_unitree_hw

上述工作完成后，工作空间文件分级大致如下：

快速开始：

使用gedit打开~/.bashrc文件，在最后添加两条环境变量配置语句：

source /自定义空间/devel/setup.bash
export ROBOT_TYPE=a1

运行模拟：

roslaunch legged_unitree_description empty_world.launch

加载控制器

# cheater = true 即初始化`legged_cheater_controller`
 roslaunch legged_controllers load_controller.launch cheater:=false

在rqt 中启动legged_controller或legged_cheater_controller

# 安装相关工具
sudo apt install ros-noetic-rqt-controller-manager

打开rqt，在Tool Boxes中找到Controller manager，并启用一个控制器。
5. 打开rviz，将Global Options 中的Fixed Frame 更为 odom里程计；并加载RobotModel，将Robot Description更为legged_robot_description。并勾选Collision Enable选项使模型显现。
rviz_odom