18ROS 2 연동과 MoveIt 2

ROS 2 를 왜 쓰나요#

지금까지는 Python SDK(reBotArm_control_py)로 팔을 직접 움직였습니다. 프로그램 하나가 팔 하나를 다룰 때는 이걸로 충분합니다. 그런데 카메라·경로 계획기·시각화 도구·음성 비서가 동시에 팔을 들여다보고 명령해야 한다면 어떨까요? 서로 약속된 방식으로 이야기를 주고받을 "공용 우체국"이 필요합니다. 그것이 ROS 2(Robot Operating System 2) 입니다.

이 장에서는 Seeed 가 공개한 공식 ROS 2 작업공간으로 reBot 을 띄우고, RViz2 로 보고, MoveIt 2 로 경로를 계획합니다. 근거는 공식 위키 B601-DM ROS 2 연동 · B601-RS ROS 2 연동 과 저장소 reBotArmController_ROS2 입니다.

공식 작업공간 rebotarm_ros2 구성#

저장소를 받으면 rebotarm_ros2 라는 작업공간이 됩니다. 하나의 작업공간이 DM 과 RS 를 모두 지원합니다. 핵심 아이디어는 "Python SDK 를 ROS 2 의 토픽·서비스·액션으로 감싼다"입니다. 그래서 SDK 가 third_party/ 아래에 함께 들어갑니다.

설치와 빌드#

위키의 순서를 그대로 옮깁니다. ${ROS_DISTRO} 는 ROS 2 환경을 불러오면 jazzy 또는 humble 로 채워집니다.

sudo apt update
sudo apt install -y python3-colcon-common-extensions python3-pip git
sudo apt install -y \
  ros-${ROS_DISTRO}-control-msgs \
  ros-${ROS_DISTRO}-trajectory-msgs \
  ros-${ROS_DISTRO}-tf-transformations \
  ros-${ROS_DISTRO}-robot-state-publisher \
  ros-${ROS_DISTRO}-rviz2 \
  ros-${ROS_DISTRO}-pinocchio

git clone https://github.com/Seeed-Projects/reBotArmController_ROS2.git rebotarm_ros2
cd rebotarm_ros2
python3 -m pip install --user --break-system-packages --index-url https://pypi.org/simple motorbridge
mkdir -p third_party
git clone https://github.com/Seeed-Projects/reBotArm_control_py.git third_party/reBotArm_control_py

source /opt/ros/${ROS_DISTRO}/setup.bash
colcon build --symlink-install
source install/setup.bash
ros2 pkg executables rebotarmcontroller     # 실행 파일 5개가 보이면 성공

MoveIt 2 까지 쓰려면 추가 패키지가 필요합니다.

sudo apt install -y \
  ros-${ROS_DISTRO}-moveit ros-${ROS_DISTRO}-moveit-configs-utils \
  ros-${ROS_DISTRO}-moveit-kinematics ros-${ROS_DISTRO}-moveit-planners-ompl \
  ros-${ROS_DISTRO}-moveit-simple-controller-manager \
  ros-${ROS_DISTRO}-ros2-control ros-${ROS_DISTRO}-ros2-controllers ros-${ROS_DISTRO}-xacro

팔 연결하고 띄우기#

두 모델은 버스 연결 방법이 다릅니다. 기본 모델은 rebotarm_hardware.yaml 의 default_model: dm 입니다.

RViz2 까지 함께 띄우려면 끝에 use_rviz:=true 를 붙입니다. 팔을 두 대 쓰면 arm_namespace:=left_arm 처럼 이름공간을 나눕니다.

robot_state_publisher 와 TF#

bringup.launch.py 는 드라이버 노드와 함께 **robot_state_publisher** 를 띄웁니다. 이 노드가 하는 일은 단순합니다.

1. 시작할 때 URDF(robot_description)를 받아 링크·관절 구조를 기억합니다.
2. /rebotarm/joint_states 로 관절 각도가 들어올 때마다 10장의 정기구학과 같은 계산을 해서
3. 링크 사이 변환을 /tf 로 방송합니다.

런치 파일 안을 보면 robot_state_publisher 의 기본 토픽 /joint_states 를 /rebotarm/joint_states 로 이름 바꾸기(remap) 해 연결해 둔 것을 볼 수 있습니다. 또 URDF 를 그대로 넘기지 않고 17장의 rviz_urdf_compat.py 를 거친 결과를 robot_description 으로 씁니다. Jazzy RViz 의 다중 재질 색 문제 때문입니다.

RViz2 에서 팔이 안 보이면 위키 안내대로 Fixed Frame 이 base_link 인지 확인하고, 마우스 휠로 거리를 조절하세요.

ros2 topic echo /rebotarm/joint_states --once   # 관절 이름·위치·속도·토크
ros2 run tf2_ros tf2_echo base_link gripper_end # RS 의 TCP 위치 (DM 은 end_link)

토픽 · 서비스 · 액션으로 움직이기#

기본 이름공간은 /rebotarm 입니다.

RS 위키의 예시 흐름입니다(DM 도 같은 인터페이스).

ros2 service call /rebotarm/enable std_srvs/srv/Trigger

ros2 action send_goal /rebotarm/move_to_pose rebotarm_msgs/action/MoveToPose \
  "{target_pose: {position: {x: 0.30, y: 0.0, z: 0.30}, orientation: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0, w: 1.0}}, duration: 2.0}"

ros2 action send_goal /rebotarm/follow_joint_trajectory \
  control_msgs/action/FollowJointTrajectory \
  "{trajectory: {joint_names: ['joint1','joint2','joint3','joint4','joint5','joint6'],
    points: [{positions: [0.1,0,0,0,0,0], time_from_start: {sec: 5}}]}}"

ros2 service call /rebotarm/safe_home std_srvs/srv/Trigger
ros2 service call /rebotarm/disable std_srvs/srv/Trigger

미리 만들어 둔 실행 파일로도 같은 일을 할 수 있습니다.

ros2 run rebotarmcontroller MoveTo -- 0.20 -0.20 -0.20 -0.20 0.10 -0.10 --duration 8.0
ros2 run rebotarmcontroller MoveTo -- --joint joint3 --position -0.20 --duration 5.0
ros2 run rebotarmcontroller MoveToPose -- --x 0.30 --y 0.0 --z 0.30 --qw 1.0 --duration 2.0
ros2 run rebotarmcontroller GravityCompensation
ros2 run rebotarmcontroller GripperControl

중력 보상(GravityCompensation)은 팔이 제 무게로 처지지 않도록 모터가 딱 중력만큼만 버티게 하는 모드입니다. 켜면 손으로 팔을 가볍게 밀어 원하는 자세로 옮길 수 있습니다. 위키에 따르면 이 스크립트는 먼저 /rebotarm/enable 을 부르고 보상을 시작하며, Ctrl+C 를 누르면 보상 정지 → safe_home → disable 순서로 끝냅니다. 원리는 19장에서 Pinocchio 로 직접 계산해 봅니다.

MoveIt 2 — 목표만 주면 경로를 만들어 줍니다#

MoveToPose 는 "여기로 가"만 처리합니다. 가는 길에 책상이나 자기 몸에 부딪히는지는 따지지 않습니다. MoveIt 2 는 URDF 의 collision 형상으로 충돌 없는 경로를 찾아 줍니다.

rebotarm_moveit_config/config/ 에 들어 있는 주요 설정은 이렇습니다.

SRDF 의 핵심 몇 줄을 보면 MoveIt 이 무엇을 "팔"로 보는지 알 수 있습니다.

<group name="arm">
  <chain base_link="base_link" tip_link="gripper_tcp"/>
</group>
<virtual_joint name="FixedBase" type="fixed" parent_frame="world" child_link="base_link"/>
<disable_collisions link1="link1" link2="link2" reason="Adjacent"/>

실행 순서#

RViz2 의 MotionPlanning 패널에서 주황색 목표 팔을 끌어 놓고 Plan 을 누르면 경로가 미리 재생되고, Execute 를 누르면 실제로 움직입니다.

커뮤니티 ROS 2 패키지#

공식 저장소 README 의 기여자 표에는 @danieldoradotalaveron-rb 의 ROS 2(Humble) 작업이 올라 있습니다.

공식 작업공간과 이름이 같은 포크이니 혼동하지 마세요. 공식 저장소에는 이 밖에도 RS MuJoCo 래퍼(rebotarm_mujoco_rs)와 자연어 에이전트(rebotarm_agent) 패키지가 함께 들어 있습니다(20장, 21장).

시뮬레이터 ROS 2 탭으로 미리 보기#

강좌 시뮬레이터의 ROS 2 탭은 ROS 를 설치하지 않아도, 지금 팔 자세가 ROS 2 메시지로 어떻게 생겼는지 보여 줍니다.

ROS 2 탭 열기

정리#

• ROS 2 는 노드가 토픽(방송)·서비스(문답)·액션(긴 심부름)으로 이야기하는 구조이고, TF 는 좌표계 족보입니다.
• 공식 작업공간 rebotarm_ros2 는 Python SDK 를 감싸 DM·RS 를 모두 지원합니다. DM 은 /dev/ttyACM0, RS 는 model:=rs channel:=can0 으로 띄웁니다.
• robot_state_publisher 는 URDF + /rebotarm/joint_states 로 /tf 를 만들고, RViz2 는 그 TF 로 팔을 그립니다.
• /rebotarm/move_to_pose, /rebotarm/follow_joint_trajectory, GravityCompensation 등으로 기구학·궤적·중력 보상을 씁니다. 저수준 cmd 토픽은 안전 검사가 없습니다.
• MoveIt 2 설정은 계획 그룹 arm(base_link→gripper_tcp), KDL IK 를 쓰며, 실물은 드라이버 → hardware.launch.py 순서로, 반드시 Plan 으로 경로를 확인한 뒤 실행합니다.

확인 문제#

1. 관절 각도를 계속 방송하는 것은 토픽·서비스·액션 중 무엇인가요? 궤적처럼 오래 걸리고 취소가 필요한 명령은요?
2. robot_state_publisher 가 /tf 를 만들려면 어떤 두 가지 입력이 필요한가요?
3. RViz2 에 팔이 보이지 않을 때 위키가 먼저 확인하라는 설정은?
4. 실물로 MoveIt 2 를 쓸 때 driver.launch.py 와 hardware.launch.py 중 무엇을 먼저 실행하나요?
5. /rebotarm/joints/joint2/cmd/mit 토픽으로 응용 동작을 보내면 안 되는 이유는?