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PR2 コントローラーマネージャーとは何か？

ハードリアルタイムコントロールループ

pr2_controller_managerはロボットメカニズムをコントロールするためにhard realtimeループを提供します。ロボットメカニズムは Effort によって制御される Joint の集合によって表されます（詳細について pr2_mechanism_model参照）。PR2 ロボットに対して、我々は1000 Hzにおけるコントロールループを走らせます。 コントローラーマネージャーはそのコントロールループにあなた自身のリアルタイムコントローラーをロードするためのインフラを提供します。コントローラーマネージャーの中にロードされるすべてのコントローラーはミリ秒毎に1度トリガされるでしょう。どのようにあなた自身のハードリアルタイムコントローラーを書くべきか見つけだすために、 このチュートリアルをひと目見てください。

セーフティリミット

コントローラーマネージャーはロードされたコントローラーのいずれもそのsafety limitsを過ぎてJointを命令することができないことを保証します。もし必要なら、コントローラーマネージャーは命令されたJointのEffortを減らすか、あるいは反対方向にEffortを適用しさえします。もっと多くの詳細については、safety limitsページをひと目見てください。

Joint状態の配信

コントローラーマネージャーは、sensor_msgs/JointStateメッセージとして、ROSの上にすべてのJointの状態を配信します。これらのメッセージは、100ヘルツで、joint_state トピックに現われます。あなたは、joint_state_publish_rateパラメータをセットすることによって、周波数を配信してこれを変えることができます。

Tools for running controllers

コントローラーマネージャーはコントローラーを相互作用するインフラを提供します。 あなたがlaunchファイルからコントローラーを稼働しているかどうかに依存して、コマンドラインからあるいはROSノードから、コントローラーマネージャーはコントローラーを稼働する異なったツールを提供します。

Command-line tools

pr2_controller_manager

特定のコントローラーとやりとりするために、使います：

 $ rosrun pr2_controller_manager pr2_controller_manager <command> <controller_name>

次のコマンドが利用可能です:

• load: load a controller (construct and initialize)

• unload: unload a controller (destruct)

• start: start a controller

• stop: stop a controller

• spawn: load and start a controller

• kill: stop and unload a controller

コントローラーの状態を得るために、使います:

 $ rosrun pr2_controller_manager pr2_controller_manager <command>

次のコマンドが利用可能です:

• list: list all the controllers in the order they are executed, and give the state of each controller

• list-types: list all the controller types the controller manager knows about. If your controller is not in this list, you won't be able to spawn it.

• list-joints: lists all the joint and actuator names that are used by the controller manager.

• reload-libraries: Reloads all the controller libraries that are available as plugins. This is convenient when you are developing a controller and you want to test your new controller code, without restarting the robot every time. This does not restart controllers which were running before.

• reload-libraries --restore: Reloads all the controller libraries that are available as plugins and restores all controllers to their original state.

spawner

すぐに自動的にコントローラーのセットをロードして、そしてそれでスタートして、そして自動的にストップして、そしてすぐにそれらの同じコントローラーをアンロードするために、spawnerツールを使ってください:

  $ rosrun pr2_controller_manager spawner [--stopped] name1 name2 name3 

あなたがspawnerを動かすとき、リストされたコントローラーはロードされるでしょう、そして、（あなたが指定するなら － ストップ）、スタートしました。コントローラーが起きている間に、Spawnerは走り続けるでしょう。あなたがspawner（Ctrl -c）を殺すとき、それは自動的にストップして、そしてそれが初めにスタートしたすべてのコントローラーをアンロードするでしょう。

unspawner

コントローラーのセットについて自動的にストップして、そして後にそれらを再起動するために、あなたはunspawnerツールを使うことができます:

  $ rosrun pr2_controller_manager unspawner name1 name2 name3

リストされたコントローラーはstoppedされますが、アンロードはされないでしょう。 spawnerがシャットダウンされる途端に、コントローラーが再起動されるでしょう。

Creating launch files

あなたはスタートするpr2_controller_managerにlaunchファイルの中からのコントローラーを稼働することができました。しかしながら、launchファイルが止められた後さえ、コントローラーはそれから起きているでしょう。その代わりに、spawnerツールを自動的にロードするために使って、スタートして、ストップして、そしてlaunchファイルの中からコントローラーをアンロードしてください。あなたがspawnerでスタートするとき、それはコントローラーをロードして、そしてそれでスタートするでしょう。あなたがストップするとき、spawner（launchファイルが止められるとき）それはストップして、そしてコントローラーをアンロードするでしょう。 あなたのlaunchファイルはこのように見えるでしょう:

 <launch>
   <node pkg="pr2_controller_manager" 
         type="spawner" 
         args="controller_name1 controller_name2" />
 </launch>

あるいは、もしあなたがただコントローラーをロードするけれどもまだそれでスタートしないことを望むなら:

 <launch>
   <node pkg="pr2_controller_manager" 
         type="spawner" 
         args="--stopped controller_name1 controller_name2" />
 </launch>

ROS API

もう1つのROSノードから、コントローラーでやり取りするために、コントローラーマネージャーは5つのサービスコールを提供します：:

pr2_controller_manager

Published Topics

joint_states (sensor_msgs/JointState)

• the measured position, velocity and effort of each joint

mechanism_statistics (pr2_mechanism_msgs/MechanismStatistics)

• this message contains statistics about the joints, the controllers and the actuators.

Services

pr2_controller_manager/load_controller (pr2_mechanism_msgs/LoadController)

• the service request contains the name of the controller to load, and the response contains a boolean indicating success or failure.

pr2_controller_manager/unload_controller (pr2_mechanism_msgs/UnloadController)

• the service request contains the name of the controller to unload, and the response contains a boolean indicating success or failure. A controller can only be unloaded when it is in the stopped state.

pr2_controller_manager/switch_controller (pr2_mechanism_msgs/SwitchController)

• the service request contains a list of controller names to start, a list of controller names to stop and an int to indicate 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 service response contains a boolean indicating success or failure. The list of controllers to stop or start can be an empty list, if you are only stopping or only starting controllers.

pr2_controller_manager/list_controllers (pr2_mechanism_msgs/ListControllers)

• the service returns all the controller names that are loaded in pr2_controller_manager at that time. Also, the service returns the state of each controller: running or stopped.

pr2_controller_manager/list_controller_types (pr2_mechanism_msgs/ListControllerTypes)

• the service returns all the controller types that are known to pr2_controller_manager. Only the controller types that are known can be constructed. To let pr2_controller_manager know about your own controller type, use the pluginlib as explained in this tutorial.

pr2_controller_manager/reload_controller_libraries (pr2_mechanism_msgs/ReloadControllerLibraries)

• the service reloads all the controller libraries that are available as plugins. This is convenient when you are developing a controller, and you want to test your new controller code without restarting the robot every time. This service only works when there are NO controller loaded.

Parameters

pr2_controller_manager/joint_state_publish_rate (double, default: 100.0)

• the publish frequency of messages on the joint_states topic

pr2_controller_manager/mechanism_statistics_publish_rate (double, default: 1.0)

• the publish frequency of messages on the mechanism_statistics topic