Franka robot.setCollisionBehavior与robot.setJointImpedance结合使用

在Franka Emika Panda机器人中，robot.setCollisionBehavior 和 robot.setJointImpedance 是可以同时使用的。这两个函数分别负责设置机器人在不同场景下的碰撞行为和关节阻抗，它们共同协作，确保机器人在力控制和运动过程中能有效地应对外界的干扰和冲击。

robot.setCollisionBehavior

robot.setCollisionBehavior 函数用于配置机器人的碰撞检测参数，设置了机器人在发生碰撞时的行为反应。这包括了关节和末端在不同方向上的力/力矩阈值，确保在检测到外部干扰或碰撞时，机器人能立即采取相应的措施，如停止运动或改变方向。

作用：

• 设置关节空间和笛卡尔空间的力/力矩阈值。
• 确保在碰撞或异常力作用时，机器人能及时检测并响应。
• 保护机器人和工作环境，防止因过大力或冲击导致的损坏或危险。

用法示例：

robot.setCollisionBehavior(
    {{20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0}}, // 关节空间高阈值
    {{20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0}}, // 关节空间低阈值
    {{10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0}}, // 笛卡尔空间高阈值
    {{10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0}}  // 笛卡尔空间低阈值
);

robot.setJointImpedance

robot.setJointImpedance 函数用于设置机器人的关节阻抗参数。关节阻抗控制通过调整关节的刚度和阻尼系数来控制机器人的运动和力响应，确保机器人在施加外部力时能够表现出适当的柔顺性或刚性。

作用：

• 设置每个关节的阻抗（刚度和阻尼系数）。
• 控制机器人在不同操作场景下的运动柔顺性。
• 提高机器人在接触任务中的适应能力，如抛光、装配等需要力控的任务。

用法示例：

robot.setJointImpedance({3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0});

这里的参数是一个包含7个元素的数组，每个元素表示相应关节的刚度。

同时使用 setCollisionBehavior 和 setJointImpedance

同时使用 setCollisionBehavior 和 setJointImpedance 可以实现更细腻的控制，通过结合两者的优势，可以在确保机器人安全的同时，实现对不同操作环境和任务要求的自适应控制。

典型场景：

• 精密装配：设置较高的关节阻抗（刚度），使机器人具有较大的力反馈，并结合较低的碰撞阈值，确保在发生微小碰撞时能够立即停止。
• 柔顺接触：设置较低的关节阻抗（刚度），使机器人对外力表现出较高的柔顺性，同时设置适当的碰撞阈值，以防止超出预期的力导致设备损坏。

代码示例：

try {
    franka::Robot robot("192.168.0.1"); // 替换为机器人的实际IP地址

    // 设置碰撞行为
    robot.setCollisionBehavior(
        {{20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0}}, // 关节空间高阈值
        {{20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0, 20.0}}, // 关节空间低阈值
        {{10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0}}, // 笛卡尔空间高阈值
        {{10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0, 10.0}}  // 笛卡尔空间低阈值
    );

    // 设置关节阻抗
    robot.setJointImpedance({3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0});
    
    // 进一步的控制代码...
} catch (const franka::Exception& e) {
    std::cerr << e.what() << std::endl;
}

实际应用中的注意事项

1. 参数选择：确保选择合适的阈值和阻抗参数，以平衡机器人在不同任务中的性能和安全性。
2. 调试和测试：在实际应用中进行充分的测试，以验证设置的合理性，并在必要时调整参数。
3. 实时监控：在任务执行过程中，实时监控机器人的状态和外力变化，确保机器人能有效地响应外部干扰。

通过合理设置 setCollisionBehavior 和 setJointImpedance，可以在复杂任务中实现对机器人的精确控制，确保其安全、稳定地运行并满足应用需求。