upright 的安装和配置教程

1. 项目基础介绍与主要编程语言

upright 是一个开源项目，专注于移动机械臂上非抓握物体运输的模型预测控制与轨迹优化。该项目旨在解决所谓的"服务员问题"，即在保持物体平衡的同时进行移动，类似于服务员在餐厅中托盘上保持物体平衡的场景。upright 项目涉及的核心编程语言包括 Python 和 C++，其中 Python 用来进行设置和控制脚本的编写，C++ 则用于实现模型预测控制器和核心算法。

2. 项目使用的关键技术和框架

该项目使用的关键技术是模型预测控制（MPC），这是一种控制理论中的方法，能够在实时情况下优化系统的行为以达到预期的目标。upright 项目中使用的框架包括：

• OCS2（Optimal Control Simulation and Estimation Framework）：一个用于优化控制和估计的C++库，可以处理复杂动态系统的控制问题。
• ROS（Robot Operating System）：机器人操作系统，提供了一些库和工具，用于构建机器人应用程序。
• PyBullet：一个用于物理模拟的Python库，用于创建模拟环境和进行仿真实验。

3. 项目安装和配置的准备工作与详细安装步骤

准备工作

在开始安装之前，请确保您的系统满足以下要求：

• 操作系统：Ubuntu 20.04
• ROS版本：Noetic
• 编译器：CMake

安装步骤

1. 设置ROS环境

   首先，确保已经安装了Ubuntu 20.04和ROS Noetic。如果没有安装ROS，请按照ROS的官方文档进行安装。

2. 安装依赖项

   在终端中运行以下命令来安装必要的依赖项：

   sudo apt-get update
   sudo apt-get install -y ros-noetic-<package_name>
   

   其中 <package_name> 是项目所需的具体ROS软件包名称。

3. 克隆OCS2库

   克隆项目自定义的OCS2库分支：

   git clone -b upright https://github.com/utiasDSL/ocs2.git
   

4. 安装Python依赖

   使用pip安装项目所需的Python依赖项：

   python3 -m pip install -r catkin_ws/src/upright/requirements.txt
   

5. 克隆upright项目

   将upright项目克隆到catkin工作空间中：

   git clone https://github.com/utiasDSL/upright catkin_ws/src/upright
   

6. 设置catkin工作空间

   在catkin_ws/.catkin_tools/profiles/default/目录下创建一个config.yaml文件，可以在此文件中设置需要编译的OCS2包。

7. 编译工作空间

   在终端中进入catkin工作空间，并构建项目：

   cd catkin_ws
   catkin build
   

8. 运行仿真

   进入upright_cmd/scripts/simulations目录，并运行仿真脚本：

   cd upright_cmd/scripts/simulations
   ./mpc_sim --config <path to yaml file>
   

   其中 <path to yaml file> 是设置文件的路径。

按照上述步骤，您可以顺利地完成upright项目的安装和设置。