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- Unity frontend with ROS-TCP-Connector for ROS2 communication - Docker-based ROS2 Jazzy backend with MoveIt2 integration - Support for 1-9 DOF manipulators - UR5 robot configuration and URDF files - Assembly task feasibility analysis tools - Comprehensive documentation and deployment guides 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
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5.9 KiB
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# Unity-MoveIt2 通用机械臂仿真系统
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## 🎯 项目概述
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本项目是一个支持1-9自由度机械臂的Unity-MoveIt2交互式仿真系统，专为有限空间内的装配任务可行性分析而设计。系统结合了Unity的强大可视化能力和MoveIt2的智能路径规划功能，为机器人装配任务提供完整的仿真验证解决方案。
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## ✨ 核心特性
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- **🔧 通用性**：支持1-9自由度任意机械臂配置
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- **🎮 交互性**：Unity 6DOF拖拽操作，实时末端控制
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- **🧠 智能性**：MoveIt2路径规划，碰撞检测与避障
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- **📊 可视化**：实时轨迹显示，碰撞热图，状态监控
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- **🏭 装配仿真**：有限空间装配可行性分析与环境影响评估
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## 🏗️ 系统架构
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┌─────────────────┐ ROS2 TCP Bridge ┌─────────────────┐
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│ Unity 前端 │ ◄─────────────────► │ MoveIt2 后端 │
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│ │ │ │
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│ • 3D可视化 │ │ • 路径规划 │
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│ • 交互控制 │ │ • 碰撞检测 │
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│ • 任务标注 │ │ • 运动学解算 │
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│ • 环境编辑 │ │ • 可行性分析 │
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└─────────────────┘ └─────────────────┘
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```
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## 🚀 快速开始
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### 环境要求
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- **Unity**: 2022.3 LTS 或更高版本 (推荐 2022.3.57f1c2)
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- **ROS2**: Jazzy (推荐) 或 Humble
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- **Docker**: 20.10+ (推荐)
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- **操作系统**: Windows 10/11, Ubuntu 20.04/22.04
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### 安装步骤
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1. **克隆项目**
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```bash
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git clone <repository-url>
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cd DockerRos2Arm-niryo_arm
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```
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2. **启动ROS2后端**
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```bash
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cd ros2-workspace
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docker-compose up -d
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```
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3. **配置Unity项目**
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```bash
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# 打开Unity Hub，导入unity-project目录
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# 安装ROS TCP Connector包
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```
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4. **运行系统**
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- 启动ROS2服务：`roslaunch niryo_moveit demo.launch`
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- 运行Unity场景：打开MainScene并点击Play
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## 📁 项目结构
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```
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DockerRos2Arm-niryo_arm/
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├── docs/ # 📚 项目文档
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│ ├── architecture/ # 架构设计文档
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│ ├── api/ # API接口文档
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│ ├── deployment/ # 部署指南
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│ ├── user-guide/ # 用户指南
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│ └── developer-guide/ # 开发者指南
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├── configs/ # ⚙️ 配置文件
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│ ├── robots/ # 机器人配置
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│ ├── unity/ # Unity配置
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│ ├── ros2/ # ROS2配置
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│ └── docker/ # Docker配置
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├── scripts/ # 🔧 脚本工具
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├── examples/ # 📋 示例代码
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├── tests/ # 🧪 测试文件
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├── assets/ # 🎨 资源文件
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├── unity-project/ # 🎮 Unity项目
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├── ros2-workspace/ # 🤖 ROS2工作空间
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└── README.md # 📖 项目说明
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## 🎯 主要功能
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### 1. 通用机械臂适配
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- 动态URDF加载与解析
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- 1-9自由度关节配置
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- 自动运动学参数计算
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- 多品牌机器人支持
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### 2. 交互式控制
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- Unity 6DOF末端拖拽
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- 实时逆运动学求解
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- 关节空间/笛卡尔空间切换
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- 速度与加速度限制
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### 3. 智能路径规划
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- MoveIt2 OMPL规划器集成
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- 多种规划算法支持
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- 碰撞检测与避障
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- 轨迹优化与平滑
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### 4. 装配仿真分析
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- 有限空间可行性评估
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- 环境约束建模
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- 装配序列优化
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- 碰撞风险分析
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## 🔧 配置说明
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### 机器人配置
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在 `configs/robots/` 目录下创建机器人配置文件：
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```yaml
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# example_robot.yaml
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robot_name: "example_7dof"
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dof: 7
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urdf_path: "robots/example_7dof.urdf"
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srdf_path: "robots/example_7dof.srdf"
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joint_limits:
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- {name: "joint1", min: -3.14, max: 3.14, velocity: 1.0}
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# ... 更多关节配置
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```
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### Unity配置
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在 `configs/unity/` 目录下配置Unity参数：
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```json
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{
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"ros_bridge": {
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"ip": "127.0.0.1",
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"port": 10000
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},
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"visualization": {
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"show_trajectory": true,
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"show_collision": true,
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"update_rate": 30
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}
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}
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```
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## 📊 性能指标
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- **延迟**: < 50ms (Unity ↔ ROS2)
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- **更新频率**: 30Hz (可视化)
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- **规划时间**: < 2s (7DOF复杂场景)
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- **内存占用**: < 2GB (完整系统)
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## 🧪 测试与验证
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```bash
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# 运行单元测试
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cd tests
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python -m pytest test_kinematics.py
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# 运行集成测试
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./scripts/run_integration_tests.sh
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# 性能基准测试
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./scripts/benchmark.sh
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## 📖 文档导航
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- [架构设计](docs/architecture/ARCHITECTURE.md) - 系统架构详细说明
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- [API文档](docs/api/API.md) - 接口定义与使用说明
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- [部署指南](docs/deployment/DEPLOYMENT.md) - 详细部署步骤
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- [用户指南](docs/user-guide/USER_GUIDE.md) - 操作使用手册
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- [开发者指南](docs/developer-guide/DEVELOPER_GUIDE.md) - 开发扩展指南
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## 🤝 贡献指南
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1. Fork 项目
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2. 创建特性分支 (`git checkout -b feature/AmazingFeature`)
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3. 提交更改 (`git commit -m 'Add some AmazingFeature'`)
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4. 推送到分支 (`git push origin feature/AmazingFeature`)
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5. 打开 Pull Request
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## 📄 许可证
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本项目采用 MIT 许可证 - 查看 [LICENSE](LICENSE) 文件了解详情。
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## 🆘 支持与反馈
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- **问题报告**: [GitHub Issues](https://github.com/your-repo/issues)
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- **功能请求**: [GitHub Discussions](https://github.com/your-repo/discussions)
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- **技术支持**: support@your-domain.com
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## 🏷️ 版本历史
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- **v1.0.0** - 初始版本，支持基础机械臂仿真
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- **v1.1.0** - 添加装配仿真功能
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- **v1.2.0** - 支持1-9自由度通用配置
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**⭐ 如果这个项目对您有帮助，请给我们一个星标！**
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