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7.1 运动控制部分

7.1 运动控制部分

Section titled “7.1 运动控制部分”

7.1.1 整体介绍

Section titled “7.1.1 整体介绍”

A2 机器人出厂预搭载了运动控制程序，用户只需发送高层线速度和角速度指令即可直接控制机器人行走，无需开发行走等功能的底层控制模型，同时上肢、脖子等关节接口开放了直通 HAL 层的硬件接口。

默认情况下不开放下肢关节电机的底层控制接口，仅能通过高层速度指令进行整体控制，如需自行开发运动控制算法替换智元出厂自带算法，请参考文档中的 A2 旗舰款底层运控开发指南。替换前请务必阅读运控开发风险提示与安全注意事项。

智元运控程序内部设计了状态机，在不同状态下会切换不同的模型，同时开放不同的上肢控制接口等。状态机如下图所示：

对于各个状态说明如下：

Action 类型 Action 代码 中文名称 详细说明 可调用的控制接口
安全 Action DEFAULT 默认模式 运控启动之后的默认 action
位控 Action RL_JOINT_DEFAULT 强化位控站立模式 上机器人强化位控站立，直腿站立
位控 Action PASSIVE_UPPER_BODY_JOINT_SERVO 下肢被动上肢伺服模式 下肢不使能，手臂可以接收外部关节伺服指令
  • /motion/control/arm_joint_command
  • /motion/control/neck_joint_command
  • /motion/control/hand_joint_command
位控 Action PASSIVE_UPPER_BODY_PLANNING_MOVE 下肢被动上肢RRT规划模式 下肢不使能，上肢路径规划，rpc接收目标关节角或SE3位置
  • PlanningMove
位控 Action PASSIVE_UPPER_BODY_COLLISON_ESCAPE 下肢被动上肢躲避碰撞模式 下肢不使能，上肢躲避自碰撞，可在发生碰撞后无法调用规划接口时使用，切到该action后可以自动分开
位控 Action PASSIVE_UPPER_BODY_ONLINE_PLANNING 下肢被动上肢NMPC规划模式 下肢不使能，上肢路径规划，rpc接收目标关节角或SE3位置，可中断当前目标
  • PlanningMove
位控 Action SIT_DOWN 位控坐下模式 下肢动作，上肢保持不动，配合椅子实现坐下
位控 Action STAND_UP 位控站起模式 下肢动作，上肢保持不动，配合椅子实现站起
位控 Action MOBILE_PLATFORM_STAND_UP 移动平台位控站起模式 下肢动作，上肢保持不动
位控 Action MOBILE_PLATFORM_SIT_DOWN 移动平台位控坐下模式 下肢动作，上肢保持不动
位控 Action RL_SIT_DOWN_PASSIVE_POWER_OFF 强化深坐坐下后辅助靠在椅背上 下肢动作，上肢保持不动，实验性功能不建议使用
位控 Action RL_STAND_UP_PREP_POWER_OFF 强化深坐站起前辅助到达初始姿态 下肢动作，上肢保持不动，实验性功能不建议使用
力控 Action RL_LOCOMOTION_DEFAULT 强化行走模式 强化学习训练的拟人行走模式，走路时手臂会摆动
  • /motion/control/locomotion_velocity
力控 Action RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_JOINT_SERVO 强化行走上肢伺服模式 下肢拟人行走或站立，上肢接受外部关节伺服指令，行走或站立时做动作（使用全身控制的强化模型，更具有稳定性）
  • /motion/control/locomotion_velocity
  • /motion/control/arm_joint_command
  • /motion/control/neck_joint_command
  • /motion/control/hand_joint_command
力控 Action RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_PLANNING_MOVE 强化站立上肢RRT规划模式 下肢力控站立，上肢路径规划，rpc接收目标关节角或SE3位置
  • /motion/control/locomotion_velocity
  • PlanningMove
力控 Action RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_COLLISON_ESCAPE 强化站立上肢躲避碰撞模式 下肢力控站立，上肢躲避自碰撞，可在发生碰撞后无法调用规划接口时使用，切到该action后可以自动分开
  • /motion/control/locomotion_velocity
力控 Action RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO 全身动作上肢伺服模式 下肢力控站立，手臂可以接收外部关节伺服指令，额外可控制腰部动作，A2 机器人腰部无实际自由度，腰部动作是通过腿部电机配合实现
  • /motion/control/locomotion_velocity
  • /motion/control/arm_joint_command
  • /motion/control/neck_joint_command
  • /motion/control/hand_joint_command
  • /motion/control/move_waist
  • /motion/control/move_waist_lift
  • /motion/control/move_waist_pitch
  • /motion/control/move_waist_twist
力控 Action RL_WHOLE_BODY_DANCE 全身舞蹈模式 可运行指定的全身舞蹈动作
  • SelectDanceType
  • GetDanceTypeList
力控 Action RL_WHOLE_BODY_EXT_ONLINE_PLANNING 强化站立上肢NMPC规划模式 下肢力控站立，上肢路径规划，rpc接收目标关节角或SE3位置，可中断当前目标
  • /motion/control/locomotion_velocity
  • /motion/control/move_waist
  • /motion/control/move_waist_lift
  • /motion/control/move_waist_pitch
  • /motion/control/move_waist_twist
  • PlanningMove
力控 Action RL_SIT_DOWN 强化浅坐 下肢力控坐下，上肢保持不动，实验性功能不建议使用
力控 Action RL_STAND_UP 强化浅坐站起 下肢力控站起，上肢保持不动，实验性功能不建议使用
力控 Action RL_SIT_DOWN_POWER_OFF 强化深坐，需人辅助 下肢力控坐下，上肢保持不动，实验性功能不建议使用
力控 Action RL_STAND_UP_POWER_OFF 强化深坐站起 下肢力控站起，上肢保持不动，实验性功能不建议使用

一般情况下不推荐使用程序进行力控之外的切换，仅推荐程序在各个力控状态下切换，其余切换因涉及机器人吊起放下等操作仅可手动操作。

控制类接口一般有 Action 要求，未注明 Action 要求的接口以及查询类接口一般无 Action 限制。

7.1.2 状态机切换、查询 RPC 接口

Section titled “7.1.2 状态机切换、查询 RPC 接口”
接口名 pb:/aimdk.protocol.McActionService/SetAction
功能概述 切换运动控制状态机
接口类型 HTTP JSON RPC
URL http://192.168.100.100:56322/rpc/aimdk.protocol.McActionService/SetAction
入参 
{
  "header": {
    "timestamp": {
      "seconds": 1763614279,
      "nanos": 847810000,
      "ms_since_epoch": 1763614279847
    },
    "control_source": "ControlSource_SAFE"
  },
  "command": {
    "action": "McAction_USE_EXT_CMD",
    "ext_action": "RL_LOCOMOTION_DEFAULT"
  }
}
  • action: 固定填写为 McAction_USE_EXT_CMD
  • ext_action: 实际需要切换的运控 Action
出参 
{
  "header": {
    "code": "0",
    "msg": "called successfully.",
    "timestamp": {
      "seconds": "1763643079",
      "nanos": 849593506,
      "ms_since_epoch": "0"
    },
    "trace_id": "",
    "domin": ""
  },
  "state": "CommonState_SUCCESS"
}
  • state: 调用请求状态
示例脚本 examples/mc/SetAction.py
备注
  • 异步接口，调用完成不代表切换即完成，需配合 GetAction 接口查询切换是否完成
  • 本接口无 Action 限制
接口名 pb:/aimdk.protocol.McActionService/GetAction
功能概述 查询运动控制状态机
接口类型 HTTP JSON RPC
URL http://192.168.100.100:56322/rpc/aimdk.protocol.McActionService/GetAction
入参 
{}
出参 
{
  "header": {
    "code": "0",
    "msg": "called successfully.",
    "timestamp": {
      "seconds": "1763643026",
      "nanos": 8207141,
      "ms_since_epoch": "0"
    },
    "trace_id": "",
    "domin": ""
  },
  "info": {
    "current_action": "McAction_RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_JOINT_SERVO",
    "ext_action": "",
    "status": "McActionStatus_RUNNING"
  }
}
  • current_action: 当前运行的 Action
  • ext_action: 扩展 Action，一般不使用
  • status：Action 状态，一般不使用
示例脚本 example/mc/actions.py
备注
  • 本接口无 Action 限制

一般上述两个接口会配合使用，如下代码示例

def ensure_action(action_name: str, retries=3, retry_interval=1.0, mc_ip: str = "127.0.0.1"):
    try:
        for i in range(retries):
            if get_action(mc_ip) == action_name:
                return True
            set_action(action_name, mc_ip)
            time.sleep(0.1 if i == 0 else retry_interval)
    except Exception as e:
        print(f"Failed to set action: {e}")
        return False
    return False

7.1.3 行走控制指令 Topic 接口

Section titled “7.1.3 行走控制指令 Topic 接口”
接口名 /motion/control/locomotion_velocity
功能概述 行走控制指令
接口类型 ROS2 Topic
入参 
{
  "data": {
    "mode": 0,
    "forward_velocity": 0.1,
    "lateral_velocity": 0.0,
    "angular_velocity": 0.0
  }
}

  • mode: 速度控制模式

    • 0 用于遥控场景
    • 1 用于导航模式，速度响应更快，0.05m/s 激活踏步,踏步后 500ms 内无速度指令会停止踏步

  • forward_velocity: 前进速度，RL_LOCOMOTION_DEFAULT 模式下范围 -0.3 到 1.2 m/s，其余模式 -0.4 到 0.6 m/s

  • lateral_velocity: 水平速度，RL_LOCOMOTION_DEFAULT 模式下范围 -0.25 到 0.25 m/s，其余模式 -0.3 到 0.3 m/s

  • angular_velocity: 旋转速度，RL_LOCOMOTION_DEFAULT 模式下范围 -1.0 到 1.0 rad/s，其余模式 -0.8 到 0.8 m/s
示例脚本 examples/mc/walk.py
备注

  • 受限于关节散热，1.0 m/s 及以上的速度持续长时间行走会造成电机过温，请注意尽量避免长时间操控机器人高速行走，高速行走时请密切关注相关告警，出现过温等电机异常时及时停止高速行走操作。

  • 该消息的 ROS2 类型为 ros2_plugin_proto/msg/RosMsgWrapper，需要 source prebuilt/ros2_plugin_proto_aarch64/share/ros2_plugin_proto/local_setup.bash 后使用。

  • 本接口有调用限制，仅可在以下 Action 调用，其中在 RL_LOCOMOTION_DEFAULT 下指令遵循效果较好，其他模式下指令速度范围较小

    • RL_LOCOMOTION_DEFAULT
    • RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_JOINT_SERVO
    • RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_PLANNING_MOVE
    • RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_COLLISION_ESCAPE
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_ONLINE_PLANNING
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO

7.1.4 腰部控制指令、状态 Topic 接口

Section titled “7.1.4 腰部控制指令、状态 Topic 接口”
接口名 /motion/control/move_waist
功能概述 腰部控制指令，可同时控制所有自由度
接口类型 ROS2 Topic
入参 
{
  "data": {
    "x": 0.0,
    "y": 0.0,
    "z": -0.1,
    "roll": 0.0,
    "pitch": 0.0,
    "yaw": 0.0
  }
}

  • x: 无效字段

  • y: 无效字段

  • z: 下蹲，范围 -0.25 到 0.00 m

  • roll: 无效字段

  • pitch: 俯身，范围 0 到 0.5236 rad，注意与 z 下蹲有耦合关系

    • 随着 z 的增大，可俯身程度（pitch 最大值）从 0 先线性变大 到 0.5236，然后维持到最大值 0.5236 不变，最后线性减小到 0.436，对应三段 z 的范围为 [0, -0.08]，[-0.08, -0.17]，[-0.17, -0.25]
    • pitch 最小值为 0，只能前倾无法后仰

  • yaw: 转身，范围 -0.5236 到 0.5236 rad
示例脚本 examples/mc/move_waist.py
备注

  • 该消息的 ROS2 类型为 ros2_plugin_proto/msg/RosMsgWrapper，需要 source prebuilt/ros2_plugin_proto_aarch64/share/ros2_plugin_proto/local_setup.bash 后使用

  • A2 机器人物理设计上不存在独立的腰部自由度，该腰部自由度为虚拟自由度，通过腿部关节电机由强化学习算法模拟得到

  • 本接口有调用限制，仅可在以下 Action 调用

    • RL_WHOLE_BODY_EXT_ONLINE_PLANNING
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO
接口名 /motion/control/move_waist_lift
功能概述 腰部下蹲控制指令
接口类型 ROS2 Topic
入参 
{
  "header": {
    "timestamp": {
      "seconds": 1763681490,
      "nanos": 943287000,
      "ms_since_epoch": 1763681490943
    },
    "control_source": "ControlSource_MANUAL"
  },
  "waist_lift_value": 0.0
}
  • waist_lift_value: 腰部下蹲，范围 -0.25 到 0.00 m
示例脚本 examples/mc/move_waist_lift.py
备注

  • 该消息的 ROS2 类型为 ros2_plugin_proto/msg/RosMsgWrapper，需要 source prebuilt/ros2_plugin_proto_aarch64/share/ros2_plugin_proto/local_setup.bash 后使用

  • A2 机器人物理设计上不存在独立的腰部自由度，该腰部自由度为虚拟自由度，通过腿部关节电机由强化学习算法模拟得到

  • 本接口有调用限制，仅可在以下 Action 调用

    • RL_WHOLE_BODY_EXT_ONLINE_PLANNING
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO
接口名 /motion/control/move_waist_twist
功能概述 腰部扭转（转身）控制指令
接口类型 ROS2 Topic
入参 
{
  "header": {
    "timestamp": {
      "seconds": 1763681490,
      "nanos": 943287000,
      "ms_since_epoch": 1763681490943
    },
    "control_source": "ControlSource_MANUAL"
  },
  "waist_twist_value": 0.0
}
  • waist_twist_value: 扭转角度，范围 -0.5236 到 0.5236 rad
示例脚本 examples/mc/move_waist_twist.py
备注

  • 该消息的 ROS2 类型为 ros2_plugin_proto/msg/RosMsgWrapper，需要 source prebuilt/ros2_plugin_proto_aarch64/share/ros2_plugin_proto/local_setup.bash 后使用

  • A2 机器人物理设计上不存在独立的腰部自由度，该腰部自由度为虚拟自由度，通过腿部关节电机由强化学习算法模拟得到

  • 本接口有调用限制，仅可在以下 Action 调用

    • RL_WHOLE_BODY_EXT_ONLINE_PLANNING
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO
接口名 /motion/control/move_waist_pitch
功能概述 腰部俯身指令
接口类型 ROS2 Topic
入参 
{
  "header": {
    "timestamp": {
      "seconds": 1763681490,
      "nanos": 943287000,
      "ms_since_epoch": 1763681490943
    },
    "control_source": "ControlSource_MANUAL"
  },
  "waist_pitch_value": 0.0
}
  • waist_pitch_value: 俯身角度，范围 0 到 0.5236 rad，与下蹲有一定耦合关系，详细请查阅 /motion/control/move_waist 接口说明文档
示例脚本 examples/mc/move_waist_pitch.py
备注

  • 该消息的 ROS2 类型为 ros2_plugin_proto/msg/RosMsgWrapper，需要 source prebuilt/ros2_plugin_proto_aarch64/share/ros2_plugin_proto/local_setup.bash 后使用

  • A2 机器人物理设计上不存在独立的腰部自由度，该腰部自由度为虚拟自由度，通过腿部关节电机由强化学习算法模拟得到

  • 本接口有调用限制，仅可在以下 Action 调用

    • RL_WHOLE_BODY_EXT_ONLINE_PLANNING
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO
接口名 /motion/control/waist_state
功能概述 腰部状态话题
接口类型 ROS2 Topic
出参 
{
  "x": 0.0,
  "y": 0.0,
  "z": 0.0,
  "roll": 0.0,
  "pitch": 0.0,
  "yaw": 0.0
}
  • 各个字段含义可以参考 /motion/control/move_waist 接口的说明
示例脚本 examples/mc/waist_state.py
备注
  • 本接口无 Action 限制
  • 该消息的 ROS2 类型为 ros2_plugin_proto/msg/RosMsgWrapper，需要 source prebuilt/ros2_plugin_proto_aarch64/share/ros2_plugin_proto/local_setup.bash 后使用
  • 其中 RosMsgWrapper 中的 data 字段为序列化后的 pb 数据，类型为 McWaistValue，需要安装协议包 pip install prebuilt/a2_aimdk-1.3.0-py3-none-any.whl 进行安装

7.1.5 脖子控制指令、状态 Topic 接口

Section titled “7.1.5 脖子控制指令、状态 Topic 接口”
接口名 /motion/control/neck_joint_command
功能概述 脖子控制指令
接口类型 ROS2 Topic
入参 sensor_msgs::msg::JointState
  • name：关节名称，固定填写为 ["idx27_head_joint1", "idx28_head_joint2"]
  • position：关节角度，第一个值代表摇头自由度，范围 -0.785 到 0.785 rad，第二个值代表点头自由度，范围 -0.401 到 0.401 rad
  • velocity: 无效字段，不填
  • effort: 无效字段，不填
示例脚本 examples/mc/neck.py
备注

  • 注意在 JOINT_SERVO 模式下该接口默认会被动作播放模块 motion_player 接管，请调用 examples/motion_player/disable_motion_player.sh 禁用后再发送指令

  • 本接口有调用限制，仅可在以下 Action 调用

    • RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_JOINT_SERVO
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO
接口名 /motion/control/neck_joint_state
功能概述 脖子状态话题
接口类型 ROS2 Topic
出参 sensor_msgs::msg::JointState
  • position：关节角度，第一个值代表摇头自由度，范围 -0.785 到 0.785 rad，第二个值代表点头自由度，范围 -0.401 到 0.401 rad
示例脚本 examples/mc/joint_state.py
备注
  • 本接口无 Action 限制

7.1.6 脖子控制指令、状态 RPC 接口

Section titled “7.1.6 脖子控制指令、状态 RPC 接口”

上述脖子控制话题接口适用于需要持续精确控制脖子角度，例如遥操作等场景，且仅可在 JOINT_SERVO 模式下调用，某些场景下仅需简单控制到特定角度，可以使用如下 RPC 接口

接口名 pb:/aimdk.protocol.McMotionService/SetNeckCommand
功能概述 设置脖子命令
接口类型 HTTP JSON RPC
URL http://192.168.100.100:56322/rpc/aimdk.protocol.McMotionService/SetNeckCommand
入参 
{
  "data": {
    "shake": {
      "name": "idx27_head_joint1",
      "position": 0.5,
      "velocity": 0.0,
      "effort": 0.0
    },
    "nod": {
      "name": "idx28_head_joint2",
      "position": 0.0,
      "velocity": 0.0,
      "effort": 0.0
    }
  }
}
  • 其中仅 shake 和 nod 中的 position 有意义，其余字段保持不变即可，shake 范围 -0.785 到 0.785 rad，nod 范围 -0.401 到 0.401 rad
出参 
{
  "header": {
    "code": "0",
    "msg": "called successfully.",
    "timestamp": {
      "seconds": "1762845079",
      "nanos": 921954699,
      "ms_since_epoch": "0"
    },
    "trace_id": "",
    "domin": ""
  },
  "state": "CommonState_SUCCESS"
}
  • state: 调用请求状态
示例脚本 examples/mc/SetNeckCommand.py
备注
  • 本接口无 Action 限制
  • 注意在 JOINT_SERVO 模式下该接口默认会被动作播放模块 motion_player 接管，请调用 examples/motion_player/disable_motion_player.sh 禁用后再发送指令
接口名 pb:/aimdk.protocol.McMotionService/GetNeckState
功能概述 获取脖子状态
接口类型 HTTP JSON RPC
URL http://192.168.100.100:56322/rpc/aimdk.protocol.McMotionService/GetNeckState
入参 
{}
出参 
{
  "header": {
    "code": "0",
    "msg": "called successfully.",
    "timestamp": {
      "seconds": "1762846182",
      "nanos": 679221245,
      "ms_since_epoch": "0"
    },
    "trace_id": "",
    "domin": ""
  },
  "data": {
    "shake": {
      "name": "",
      "sequence": 0,
      "position": 0,
      "velocity": 0,
      "effort": 0
    },
    "nod": {
      "name": "",
      "sequence": 0,
      "position": 0,
      "velocity": 0,
      "effort": 0
    }
  }
}
  • 其中仅 shake 和 nod 中的 position 有意义，其余字段保持不变即可，shake 范围 -0.785 到 0.785 rad，nod 范围 -0.401 到 0.401 rad
示例脚本 examples/mc/GetNeckState.py
备注 本接口无 Action 限制

7.1.7 手指控制指令、状态 Topic 接口

Section titled “7.1.7 手指控制指令、状态 Topic 接口”
接口名 /motion/control/hand_joint_command
功能概述 手指控制指令
接口类型 ROS2 Topic
入参 sensor_msgs::msg::JointState
  • name：关节名称，固定填写为["L_thumb_swing_joint", "L_thumb_1_joint", "L_index_1_joint", "L_middle_1_joint", "L_ring_1_joint", "L_little_1_joint", "R_thumb_swing_joint", "R_thumb_1_joint", "R_index_1_joint", "R_middle_1_joint", "R_ring_1_joint", "R_little_1_joint"]
  • position：关节角度，范围 0 到 2000，抽象值无单位，0 代表完全张开，2000 代表完全并拢
  • velocity: 无效字段，不填
  • effort: 关节力矩，范围 0 到 5700，0 代表对应推杆电机无力矩，5700 代表力矩达到最大 5.7N
示例脚本 examples/mc/hand.py
备注

  • 手指的控制逻辑是力矩和位置二者满足其一就会停止运动，例如针对某根手指传入 1000 的位置，5700 的力矩，如果没有外物卡住手指，当位置达到 1000 时，力矩不会继续加大，此时力矩会处于一个较小的值，如果外物卡住手指（抓住某物体等），力矩会持续加大到 5700 附近，对应电缸输出 5.7N 的力矩

  • 注意在 JOINT_SERVO 模式下该接口默认会被动作播放模块 motion_player 接管，请调用 examples/motion_player/disable_motion_player.sh 禁用后再发送指令

  • 本接口有调用限制，仅可在以下 Action 调用

    • RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_JOINT_SERVO
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO
接口名 /motion/control/hand_joint_state
功能概述 手指状态话题
接口类型 ROS2 Topic
出参 sensor_msgs::msg::JointState
  • name：各个手指的关节名称
  • position：各个手指的关节角度，范围 0 到 2000
  • velocity：无效字段
  • effort：各个手指的力矩，范围 0 到 5700
示例脚本 examples/mc/joint_state.py
备注
  • 位置因零位影响，可能范围略微有所漂移，为正常现象
  • 力矩因手指内的连杆机构、转轴、以及弹簧等级机构都会带来一些影响，可能会出现略小于 0 的负值（-1000 以内），为正常现象
  • 手指受外力影响时同样会出现负值，为正常现象
  • 本接口无 Action 限制

7.1.8 手指控制指令、状态 RPC 接口

Section titled “7.1.8 手指控制指令、状态 RPC 接口”
接口名 pb:/aimdk.protocol.McMotionService/SetHandCommand
功能概述 设置手指命令
接口类型 HTTP JSON RPC
URL http://192.168.100.100:56322/rpc/aimdk.protocol.McMotionService/SetHandCommand
入参 
{
  "data": {
    "left": {
      "agi_hand": {
        "finger": {
          "pos": {
            "thumb_pos_0": 0,
            "thumb_pos_1": 0,
            "index_pos": 0,
            "middle_pos": 1000,
            "ring_pos": 1000,
            "pinky_pos": 1000
          },
          "toq": {
            "thumb_toq_0": 100,
            "thumb_toq_1": 100,
            "index_toq": 100,
            "middle_toq": 100,
            "ring_toq": 100,
            "pinky_toq": 100
          }
        }
      }
    },
    "right": {
      "agi_hand": {
        "finger": {
          "pos": {
            "thumb_pos_0": 0,
            "thumb_pos_1": 1000,
            "index_pos": 1000,
            "middle_pos": 1000,
            "ring_pos": 1000,
            "pinky_pos": 1000
          },
          "toq": {
            "thumb_toq_0": 100,
            "thumb_toq_1": 100,
            "index_toq": 100,
            "middle_toq": 100,
            "ring_toq": 100,
            "pinky_toq": 100
          }
        }
      }
    }
  }
}
  • 位置范围 0 到 2000，力矩范围 0 到 5700
出参 
{
  "header": {
    "code": "0",
    "msg": "called successfully.",
    "timestamp": {
      "seconds": "1763696261",
      "nanos": 18212539,
      "ms_since_epoch": "0"
    },
    "trace_id": "",
    "domin": ""
  },
  "state": "CommonState_SUCCESS"
}
  • state: 调用请求状态
示例脚本 examples/mc/SetHandCommand.py
备注
  • 本接口无 Action 限制
  • 注意在 JOINT_SERVO 模式下该接口默认会被动作播放模块 motion_player 接管，请调用 examples/motion_player/disable_motion_player.sh 禁用后再发送指令
接口名 pb:/aimdk.protocol.McMotionService/GetHandState
功能概述 获取手指状态
接口类型 HTTP JSON RPC
URL http://192.168.100.100:56322/rpc/aimdk.protocol.McMotionService/GetHandState
入参 
{}
出参 
{
  "data": {
    "left": {
      "agi_hand": {
        "finger": {
          "pos": {
            "thumb_pos_0": 500,
            "thumb_pos_1": 1001,
            "index_pos": 998,
            "middle_pos": 998,
            "ring_pos": 999,
            "pinky_pos": 998
          },
          "toq": {
            "thumb_toq_0": 0,
            "thumb_toq_1": 0,
            "index_toq": 0,
            "middle_toq": 0,
            "ring_toq": 0,
            "pinky_toq": 0
          }
        }
      }
    },
    "right": {
      "agi_hand": {
        "finger": {
          "pos": {
            "thumb_pos_0": 500,
            "thumb_pos_1": 1000,
            "index_pos": 998,
            "middle_pos": 998,
            "ring_pos": 999,
            "pinky_pos": 998
          },
          "toq": {
            "thumb_toq_0": 0,
            "thumb_toq_1": 0,
            "index_toq": 0,
            "middle_toq": 0,
            "ring_toq": 0,
            "pinky_toq": 0
          }
        }
      }
    }
  }
}
  • 各个数值分别代表手指的位置和力矩，位置范围 0 到 2000，力矩范围 0 到 5700
示例脚本 examples/mc/GetHandState.py
备注
  • 位置因零位影响，可能范围略微有所漂移，为正常现象
  • 力矩因手指内的连杆机构、转轴、以及弹簧等级机构都会带来一些影响，可能会出现略小于 0 的负值（-1000 以内），为正常现象
  • 手指受外力影响时同样会出现负值，为正常现象
  • 本接口无 Action 限制

7.1.9 手臂控制指令、状态 Topic 接口

Section titled “7.1.9 手臂控制指令、状态 Topic 接口”
接口名 /motion/control/arm_joint_command
功能概述 手臂关节控制指令
接口类型 ROS2 Topic
入参 sensor_msgs::msg::JointState
  • name：关节名称，固定填写为["idx13_left_arm_joint1", "idx14_left_arm_joint2", "idx15_left_arm_joint3", "idx16_left_arm_joint4", "idx17_left_arm_joint5", "idx18_left_arm_joint6", "idx19_left_arm_joint7", "idx20_right_arm_joint1", "idx21_right_arm_joint2", "idx22_right_arm_joint3", "idx23_right_arm_joint4", "idx24_right_arm_joint5", "idx25_right_arm_joint6", "idx26_right_arm_joint7"]
  • position：关节角度，必须填写 14 个关节的角度值
  • velocity: 无效字段，置为 0.0 即可
  • effort: 无效字段，置为 0.0 即可
示例脚本 examples/mc/arm.py
备注

  • 注意在 JOINT_SERVO 模式下该接口默认会被动作播放模块 motion_player 接管，请调用 examples/motion_player/disable_motion_player.sh 禁用后再发送指令

  • 本接口推荐以 100 Hz 的频率进行调用，调用时需要注意相邻指令间隔不要超过 0.03，确保速度不超过 3 rad/s，最大加速度不超过 6.28 rad/s^2，并且指令尽量顺滑，否则可能会有抖动，推荐起码使用基本的低通滤波方法：y(k) = (1 - a) * y(k - 1) + a * x(k)。

  • 角度限位如下（单位 rad）

    • idx13_left_arm_joint1: -2.91 ~ 2.91
    • idx14_left_arm_joint2: -0.46 ~ 1.60
    • idx15_left_arm_joint3: -2.91 ~ 2.91
    • idx16_left_arm_joint4: -2.00 ~ -0.03
    • idx17_left_arm_joint5: -2.94 ~ 2.94
    • idx18_left_arm_joint6: -0.45 ~ 0.45
    • idx19_left_arm_joint7: -0.35 ~ 0.35
    • idx20_right_arm_joint1: -2.91 ~ 2.91
    • idx21_right_arm_joint2: -1.60 ~ 0.46
    • idx22_right_arm_joint3: -2.91 ~ 2.94
    • idx23_right_arm_joint4: 0.03 ~ 2.00
    • idx24_right_arm_joint5: -2.94 ~ 2.94
    • idx25_right_arm_joint6: -0.45 ~ 0.45
    • idx26_right_arm_joint7: 0.35 ~ 0.35

  • 本接口有调用限制，仅可在以下 Action 调用

    • PASSIVE_UPPER_BODY_JOINT_SERVO
    • RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_JOINT_SERVO
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_JOINT_SERVO
接口名 /motion/control/arm_joint_state
功能概述 手臂关节状态话题
接口类型 ROS2 Topic
出参 sensor_msgs::msg::JointState
  • name: 14 个关节名称
  • position: 14 个关节角度
  • velocity: 14 个关节速度
  • effort: 14 个关节力矩
其中双臂的 6 7 关节为等效串联关节的数据，仅有 position 字段，无 velocity 和 effort 字段
示例脚本 examples/mc/joint_state.py
备注 本接口无 Action 限制

注：双臂的6 7关节通过并联机构实现腕部控制，受并联机构的几何约束的影响，推杆的并联自由度映射到 pitch/roll 串联自由度后，得到的活动空间并不是矩形区域，而是类似一个菱形区域，示意图如下图蓝色区域所示：

如需获得跟踪性能较好的区域可以使用图中的黄色区域，对应 6、7 关节的限位范围为 [-0.3, 0.3] , [-0.2, 0.2]

以下为应用上述黄色限位后双臂所有关节的整体限位范围：

lower_bound: [-3.0, -0.524, -2.967, -2.094, -2.967, -0.3, -0.2, -3.0, -1.5358897, -2.967, 0.1, -2.967, -0.3, -0.2]

upper_bound: [3.0, 1.5358897, 2.967, -0.1, 2.967, 0.3, 0.2, 3.0, 0.524, 2.967, 2.094, 2.967, 0.3, 0.2]

7.1.10 手臂控制指令 RPC 接口

Section titled “7.1.10 手臂控制指令 RPC 接口”
接口名 pb:/aimdk.protocol.McMotionService/PlanningMove
功能概述 上肢规划控制接口
接口类型 HTTP JSON RPC
URL http://192.168.100.100:56322/rpc/aimdk.protocol.McMotionService/PlanningMove
入参 可以传入两种类型的入参，即可接收末端 SE3 位姿，也可以接收关节角
{
  "header": {
    "timestamp": {
      "seconds": 1763696866,
      "nanos": 231707000,
      "ms_since_epoch": 1763696866231
    },
    "control_source": "ControlSource_MANUAL"
  },
  "group": "McPlanningGroup_LEFT_ARM",
  "mode": "McPlanningMode_DEFAULT",
  "target": {
    "type": "SE3",
    "left": {
      "position": {
        "x": 0.35,
        "y": 0.35,
        "z": 0.25
      },
      "orientation": {
        "x": 0.570822,
        "y": -0.0606913,
        "z": -0.0106989,
        "w": 0.818758
      }
    },
    "right": {
      "position": {
        "x": 0.35,
        "y": -0.35,
        "z": 0.25
      },
      "orientation": {
        "x": -0.570817,
        "y": -0.0606912,
        "z": 0.0106992,
        "w": 0.818761
      }
    }
  },
  "reference": {
    "joint_position": [
      0.0,
      0.0,
      0.0,
      0.0,
      0.0,
      0.0,
      0.0
    ]
  }
}

{
  "header": {
    "timestamp": {
      "seconds": 1763697224,
      "nanos": 63165000,
      "ms_since_epoch": 1763697224063
    },
    "control_source": "ControlSource_MANUAL"
  },
  "mode": "McPlanningMode_DEFAULT",
  "group": "McPlanningGroup_LEFT_ARM",
  "target": {
    "type": "JOINT",
    "joints": [
      0.142856,
      1.06998,
      -0.152017,
      -1.42857,
      2.3139,
      -0.100991,
      -0.269986
    ]
  }
}

  • group 表示本次要运动的手臂，McPlanningGroup_LEFT_ARM 表示左臂，McPlanningGroup_RIGHT_ARM 表示右臂

  • target 表示手臂要运动到的目标点，

    • position 表示目标点位置
    • orientation 表示目标点四元数
    • joints 表示需传入的手臂关节角，依次为 J1 到 J7

  • reference 中的 joint_position 表示参考关节角，一般设为 0 即可，若不全为 0，且长度与机器人手臂关节数一致，即 7 个参考值，机器人会以尽量接近该关节角到达目标点
出参 
{
  "header": {
    "code": "0",
    "msg": "called successfully.",
    "timestamp": {
      "seconds": "1763697146",
      "nanos": 154213397,
      "ms_since_epoch": "0"
    },
    "trace_id": "",
    "domin": ""
  },
  "task_id": "755481177558037",
  "state": "CommonState_PENDING"
}
  • 由于该接口为异步接口，无法直接返回任务调用是否完成，只需保存 task_id 然后调用 GetTaskState 接口查询是否调用完成
示例脚本 examples/mc/PlanningMoveSE3.pyexamples/mc/PlanningMoveJoint.py
备注

  • 本接口有 Action 限制，仅可在以下 Action 调用

    • PASSIVE_UPPER_BODY_PLANNING_MOVE
    • PASSIVE_UPPER_BODY_ONLINE_PLANNING
    • RL_LOCOMOTION_ARM_EXT_PLANNING_MOVE
    • RL_WHOLE_BODY_EXT_ONLINE_PLANNING

  • ONLINE_PLANNING 模式下可中断当前正在执行的目标直接执行下一个目标，同时该模式下无法查询任务执行状态，因为允许中断也意味着把执行情况判定交给了更上层

  • ONLINE_PLANNING 模式下指令和当前位置差距不能太大，比如让手从身前运动到身后，就容易规划不出来，停在一个很奇怪的位置

  • SE3 目标点表示在机器人的基座坐标系下，机器人掌心的位置和姿态。相对于 URDF 中的手臂末端有一定的偏移，这样是为了使左右手臂的末端连杆姿态一致，便于计算。

    • 左臂目标点相对 left_arm_link07 位置偏移 [-0.1, 0.0, 0.0]，四元数姿态偏移 [0.0, 0.0, 0.70710678, 0.70710678]
    • 右臂目标点相对 right_arm_link07 位置偏移 [0.1, 0.0, 0.0]，四元数姿态偏移 [-0.70710678, 0.70710678, 0.0, 1.0]

  • 如果要计算掌心的位姿，可以先订阅 ros2 的 tf 话题，然后再计算掌心位置，计算示例如下：

    import numpy as np
from scipy.spatial.transform import Rotation as R