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reBot Arm B601-RS

B601-RS（RobStride + SocketCAN）完整控制与仿真工程，包含 ROS 2 真机驱动、Three.js 网页、 RS 专用 MuJoCo 动力学场景、视觉检测、轨迹/IK 和 MCP 抓取 Agent。

本工程不把 DM 模型简单换皮为 RS。RS 使用独立机械模型、MIT 控制、125 Hz 在线平滑、 真机反馈动画和安全状态机。具体差异见：

功能

  • RS 真机：SocketCAN can0、MIT 125 Hz、关节/TCP/夹爪网页控制；
  • 在线运动平滑：60 Hz 网页目标 + 125 Hz 限速度/加速度/jerk 参考；
  • 真机反馈显示：自适应低通、死区、插值，实线反馈与目标影子分离；
  • 安全控制：非零位失能前回零、回零验证、旧目标清理、命令状态仲裁；
  • 重力补偿：状态查询、重复启动保护、非零位置启动和停止后位置保持；
  • 轨迹与 TCP：FollowJointTrajectory、动作速度保护、自适应 DLS IK；
  • MuJoCo：RS 专用模型、动力学、薄桌面、彩色物体、相机和检测；
  • Agent：颜色检测、抓取、IK/关节工具和可选自然语言入口。

支持环境

  • 推荐 Ubuntu 24.04 + ROS 2 Jazzy；
  • 支持 Ubuntu 22.04 + ROS 2 Humble（真机需自行回归）；
  • Python 3.12/3.10，Node.js 18+；
  • 真机 CAN：can0，1 Mbps。

安装

cd /home/robot/reBot_Arm_Mujoco-RS
./setup.sh --check       # 只检查，不修改系统
./setup.sh --yes         # 一键安装依赖、资源并构建
./rebotarm doctor        # 安装完成后复查

控制 SDK 已作为普通源码保存在 rebotarm_ros2_RS/third_party/；运行所需的 MuJoCo 模型 XML 与 STL 网格已合入 rebotarm_ros2_RS/src/rebotarm_mujoco_rs/models/。它们都不是 submodule 或嵌套 Git 仓库，一次普通 clone 即可取得完整构建输入。来源基线为：

  • Yang-Ci/reBotArm_control_py：5ba28acef46237eb6a7560658bbc43b06cf8a259
  • LAN-GER/reBot-B601-RS-for-mujoco_sim：1249cb6efdf393ba636056fc41df30dc6ba389aa

这里只使用 MuJoCo 上游工程的模型资源，不依赖其 rebot_b601_rs_sim 算法、示例或测试。 安装脚本只检查本地 SDK 和模型是否存在，然后创建独立 Python venv、执行 rosdep 和 colcon build --symlink-install。它不会联网拉取或重置 SDK/模型；已有 .env 也不会被覆盖。

快速启动仿真

终端 1：

./rebotarm start rs_sim

默认会打开 MuJoCo 窗口并启用 physics 动力学，同时启动 Fake Driver、场景相机、颜色 检测、MCP Agent 和 rosbridge。

终端 2：

./rebotarm start web

打开 http://localhost:3002，ROS 目标选择 /rebotarm_rs。

无窗口/运动学运行：

REBOTARM_MUJOCO_VIEWER=false ./rebotarm start rs_sim
REBOTARM_MUJOCO_MODE=kinematic ./rebotarm start rs_sim

仿真场景主要话题：

/rebotarm_rs/mujoco/joint_states
/rebotarm_rs/mujoco/object_states
/rebotarm_rs/mujoco/overhead_rgb/image_raw
/rebotarm_rs/vision/color_blocks/detections

MCP 地址：http://127.0.0.1:8081/mcp。

快速启动真机

先配置 CAN：

sudo ip link set can0 down 2>/dev/null || true
sudo ip link set can0 type can bitrate 1000000
sudo ip link set can0 up
ip -details link show can0

确认工作区无人、急停可用后启动：

REBOTARM_RS_HARDWARE_CONFIRM=I_UNDERSTAND_RS_WILL_MOVE \
  ./rebotarm start rs

另开终端执行 ./rebotarm start web，打开网页并选择 /rebotarm。首次测试建议把关节速度 降到 0.2–0.4 rad/s，一次只动一个关节。

真机驱动使用 Ctrl+C 停止，不要用 Ctrl+Z。如果上次控制器被暂停或异常残留，再次 运行启动命令会先请求旧控制器安全退出，再清理僵尸 Fast DDS 资源并启动新实例。

三层频率

层 默认频率 职责
网页目标 最高 60 Hz 关节滑块和 TCP IK 连续更新目标
真机同步反馈查询 20 Hz 刷新电机测量缓存，不阻塞实时发送环
ROS 真机状态 60 Hz 从缓存发布反馈、控制目标和参考
RS 电机 MIT 控制 125 Hz 生成限 jerk 参考、用缓存计算重力前馈并发送到电机

网页显示通常按屏幕 60 Hz 绘制，但真机状态经 rosbridge 默认最多 12.5 Hz 到达，浏览器在 测量值间插值。画面刷新率不是控制器频率。

关键默认值

网页 vlim             1.2 rad/s（范围 0.05–1.5）
普通真机轨迹速度保护  0.60 rad/s（仅局部超速段延时）
TCP 示教回放保护      1.20 rad/s（匹配实时拖拽）
在线加速度限制        4 rad/s²
在线 jerk 限制        30 rad/s³
J1–J6 滑块阻尼        30 ms
J7 夹爪拖动           独立宽度通道，每绘制帧只发送最新目标
MuJoCo 同步           250 Hz
Fake Driver 状态      100 Hz

项目启动脚本默认把 ROS 2 发现范围设为 LOCALHOST，避免 Wi-Fi 漫游或 IP 地址变化后， 先后启动的 rosbridge 与控制器落入不同 DDS 网络。网页端口仍监听局域网地址，不影响其他 设备打开网页。只有确实需要另一台计算机直接加入 ROS 图时，才在两个终端都设置 REBOTARM_ROS_DISCOVERY_RANGE=SUBNET 后启动。

完整状态表和算法说明见 DM_RS_COMPARISON_ZH.md。

抓取 Agent

仿真中默认有红色方块、蓝色长方块和黄色圆柱。pick_color 执行俯视抓取，并在物体实际 升高后才报告成功。不配置大模型时，MCP 工具仍可直接使用。

启用自然语言 Agent：

export DASHSCOPE_API_KEY='你的 Key'
export REBOTARM_LLM_MODEL='qwen-plus'
./scripts/start_rs_text_agent.sh

Dashboard 默认地址为 http://localhost:8082。

常用命令

./rebotarm doctor
./rebotarm start rs_sim [--force]
./rebotarm start web
REBOTARM_RS_HARDWARE_CONFIRM=I_UNDERSTAND_RS_WILL_MOVE ./rebotarm start rs
./rebotarm status
./rebotarm stop

日常使用统一通过 rebotarm 入口。scripts/setup_rs_workspace.sh 是一键安装脚本内部使用的 ROS 工作区构建器；scripts/start_rs_dual.sh 仅用于同时启动真机 /rebotarm 和 Fake Driver /rebotarm_rs 做接口对照，不包含完整 MuJoCo 场景。

开发验证

source scripts/rs_env.sh
python3 -m pytest rebotarm_ros2_RS/src/rebotarmcontroller/test -q

cd rebotarm_ros2_RS
colcon build --symlink-install
colcon test --packages-select rebotarmcontroller
colcon test-result --verbose

Shell 与网页语法检查：

bash -n setup.sh rebotarm scripts/*.sh
node --check reBotArm_simulator-RS/server.js
node --check reBotArm_simulator-RS/public/js/ros/rebot-ros-ui.js
node --check reBotArm_simulator-RS/public/js/rebot-sim.js

本地源码维护

rebotarm_ros2_RS/third_party/ 中的 SDK 和 MuJoCo 源码由本仓库直接跟踪。不要在其中运行 git init，也不要再 clone 形成嵌套仓库。更新上游时直接审查普通文件差异并提交到本 仓库，确保其他用户只需 clone 一次即可得到完整工程。来源基线见 rebotarm_ros2_RS/third_party/README.md。

安全与提交约定

  • 不提交 .env、密钥、ROS bag、build/、install/、log/；
  • 真机参数更改必须先仿真、再低速单关节、最后完整回归；
  • 普通问题优先查 数据流文档

RS 重力补偿模型

网页启动重力补偿时的实际链路为：

/gravity_compensation/start → ROS HardwareManager → SDK RebotArm → compute_generalized_gravity() → RS URDF → motorbridge → can0

ROS 不直接调用 SDK 的 GravityCompensation.start()， 因为该控制器会自行管理连接、使能状态，并在 125 Hz 循环中主动请求 CAN 反馈，可能与 ROS 已建立的连接和异步反馈循环冲突。ROS 适配层还提供：

  • 启动增益平滑过渡；
  • 20 Hz 异步硬件反馈缓存；
  • tau_scale 和关节方向配置；
  • 状态机、重复启动保护；
  • 停止后位置保持。

当前 SDK URDF 相比旧模型的质量调整如下：

Link 旧质量 新质量 变化
link2 1.972 kg 1.552 kg −0.420 kg
link3 1.062 kg 1.252 kg +0.190 kg
link4 0.660 kg 0.460 kg −0.200 kg
link5 0.1501 kg 0.2012 kg +0.0511 kg
link6 0.030 kg 0.100 kg +0.070 kg

Pinocchio 模型总质量从约 6.3174 kg 降为 6.0085 kg。零位重力矩变化如下：

关节 旧版 新版 变化
J2 +1.833 N·m +1.545 N·m −15.7%
J3 +6.704 N·m +6.764 N·m +0.9%
J4 +1.957 N·m +2.001 N·m +2.2%

在 J2≈33.6° 姿态，J2 原始重力矩从约 +0.293 N·m 降为 +0.069 N·m；乘以当前 tau_scale[J2]=0.92 后，约从 +0.270 N·m 降为 +0.063 N·m。

以下动力学内容没有改变：

  • link 的质心 inertial/origin；
  • 惯量矩阵 ixx/iyy/izz/ixy/ixz/iyz；
  • J1–J6 的关节原点；
  • J1–J6 的旋转轴方向；
  • J1–J6 的关节限位；
  • 连杆拓扑结构。

静态重力补偿主要取决于质量和质心，因此质量调整会直接改变 g(q)。

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