ROS 2 的 controller_manager 用途

controller_manager 是 ROS 2 中用于管理和協調機器人控制器的核心組件，主要功能包括動態加載、啟動、停止和卸載控制器，以及對控制器生命周期的統一管理。以下是其核心用途：

1. 動態加載與卸載控制器
   允許在運行時根據需要加載或卸載控制器插件（如 PID 控制器、力控控制器等），無需重啟整個系統。控制器以插件形式實現，通過 pluginlib 動態加載。

2. 生命周期管理
   提供對控制器的啟動（start）、停止（stop）、配置（configure）等狀態切換功能。控制器需遵循 controller_interface::ControllerInterface 接口規范。

3. 多控制器協調
   支持同時運行多個控制器，并通過資源管理避免沖突（如同一關節被多個控制器控制）。controller_manager 會檢查控制器的硬件資源占用情況。

4. 硬件接口代理
   作為控制器與硬件抽象層（hardware_interface）之間的橋梁，將控制器的輸出傳遞給硬件，并將硬件狀態反饋給控制器。

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典型工作流程示例

1. 加載控制器
   通過服務調用動態加載控制器插件：

ros2 service call /controller_manager/load_controller controller_manager_msgs/srv/LoadController "{name: 'joint_state_controller'}"

2. 啟動控制器
   啟動已加載的控制器：

ros2 service call /controller_manager/switch_controller controller_manager_msgs/srv/SwitchController "{start_controllers: ['joint_state_controller'], strictness: 1}"

3. 配置文件示例
   在 YAML 文件中定義控制器參數：

joint_state_controller:type: joint_state_controller/JointStateControllerpublish_rate: 50

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關鍵服務與話題

• 服務接口

  • /controller_manager/load_controller
  • /controller_manager/switch_controller
  • /controller_manager/unload_controller

• 狀態反饋
  通過 /controller_manager/list_controllers 服務可查詢當前運行的控制器列表及其狀態。

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擴展功能

1. 實時性支持
   與 rclcpp_lifecycle 結合，支持實時控制循環的優先級配置。

2. ROS 2 Control 集成
   在 ros2_control 框架中，controller_manager 是核心節點，負責將控制器與 RobotHardware 連接。

3. 參數動態重配置
   支持通過 rclcpp::Parameter 在運行時調整控制器參數。

JointTrajectoryController 參數詳解

JointTrajectoryController 是 ROS2 中用于控制關節軌跡的核心控制器，常用于機械臂等多關節系統的運動控制。以下是其配置參數的詳細說明：

基本參數

joints:- joint1- joint2

• joints：必需參數，指定控制器管理的關節名稱列表。每個名稱必須與 URDF 中定義的關節一致。

interface_name: position

• interface_name：指定控制接口類型，可選值包括：
  • position：位置控制（默認）
  • velocity：速度控制
  • effort：力/力矩控制

軌跡參數

state_publish_rate: 50.0

• state_publish_rate：控制器狀態發布頻率（Hz），默認 50Hz。

action_monitor_rate: