python控制Socket通信知识补充

python控制
Socket通信知识补充
Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket ，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket 。

每台电脑对应唯一ip地址，电脑上每一个进程对应一个端口(一个进程可以绑定多个端口号，但一个端口只能绑定一个进程)。此外，0~1023为知名端口号，一般不要去设置这些，1024~65535则可以自己去设置。比如9999。

先运行服务端，再运行客户端

配置流程
厂家已经把代码封装好了，机器人只要启动，服务端默认就打开了的(也就是roboflow打开就行，不需要上电操作)，启动roboflow之后，服务器端就开始运行。

可以打开roboflow，查看配置的ip以及端口是什么，剩下的操作都很简单，调用接口就行

实战经验
set_coords()在使用笛卡尔坐标系的时候，在某些角度下有可能无法运动，因为机器人可能解算不出来。我可以先用角度移动到笛卡尔坐标系能解算的范围，再去使用
可能会遇到编码问题，因为elephant是python2.7写的。我需要用encode与decode去编码解码，如下：
   def get_angles(self):
       '''获取当前六个关节角度(°)'''
       message = "get_angles()".encode()
       self.sock.sendall(message)
       angles_str = self.sock.recv(1024)
       # while not angles_str.startswith('get_angles'):
       #     self.sock.sendall(message)
       #     angles_str = self.sock.recv(1024)
       # str to list[float]
       angles = [float(p) for p in angles_str[12:-1].decode().split(',')]
       return angles
代码
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 大象机器人Socket控制工具包

import socket
import time

class elephant_command():
   def __init__(self):
       '''初始化，连接机械臂'''
       self.sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
       self.server_address = ('192.168.2.8', 5001)  # 机械臂服务器的IP地址和端口
       print("start connect")
       self.sock.connect(self.server_address)
       print("connect success")

   def get_angles(self):
       '''获取当前六个关节角度(°)'''
       message = "get_angles()"
       self.sock.sendall(message)
       angles_str = self.sock.recv(1024)
       while not angles_str.startswith('get_angles'):
           self.sock.sendall(message)
           angles_str = self.sock.recv(1024)
       # str to list[float]
       angles = [float(p) for p in angles_str[12:-1].split(',')]
       return angles

   def set_angles(self, angles_array, speed):
       '''设定六个关节的角度(°)和速度'''
       ang_msg = "set_angles({},{})".format(','.join(['{:.3f}'.format(x) for x in angles_array]), speed)
       self.sock.sendall(ang_msg)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)
    
   def set_angle(self, joint, angle, speed):
       '''设定单个关节（joint,1~6）的角度(°)和速度(°/min)'''
       ang_msg = "set_angle(J{},{},{})".format(joint, angle, speed)
       self.sock.sendall(ang_msg)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def get_coords(self):
       '''获取当前末端位姿(mm)'''
       message = "get_coords()".encode()
       self.sock.sendall(message)
       coords_str = self.sock.recv(1024)
       while not coords_str.startswith(b'get_coords'):
           self.sock.sendall(message)
           coords_str = self.sock.recv(1024)
       # str to list[float]
       coords = [float(p) for p in coords_str[12:-1].split(b',')]
       return coords

   def set_coords(self, coords_array, speed):
       '''设定机械臂目标位姿(mm)和运动速度(mm/min)'''
       coords_msg = "set_coords({},{})".format(','.join(['{:.3f}'.format(x) for x in coords_array]), speed)
       # print(coords_msg)
       self.sock.sendall(coords_msg.encode())
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)
       
   def set_coord(self, axis, coord, speed):
       '''设定x,y,z,rx,ry,rz某一方向的坐标(mm)和速度(mm/min)'''
       coord_msg = "set_coord({},{:.3f},{})".format(axis, coord, speed)
       self.sock.sendall(coord_msg)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def jog_coord(self, axis, dirc, speed):
       '''让机械臂沿一轴(axis, x,y,z)方向(dirc, -1负方向,0停止,1正方向)以匀速(mm/min)运动'''
       coord_msg = "jog_coord({},{},{})".format(axis, dirc, speed)
       self.sock.sendall(coord_msg.encode())
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def jog_stop(self, axis):
       '''让机械臂沿一轴(axis, x,y,z,rx,ry,rz,j1~j6)运动停止'''
       coord_msg = "jog_stop({})".format(axis)
       self.sock.sendall(coord_msg.encode())
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def jog_angle(self, joint, dirc, speed):
       '''让机械臂某一关节(joint, 1~6)匀速( / )转动(dirc, -1负方向,0停止,1正方向)'''
       coord_msg = "jog_angle(J{},{},{})".format(joint, dirc, speed)
       self.sock.sendall(coord_msg.encode())
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def task_stop(self):
       '''停止当前任务'''
       message = "task_stop()"
       self.sock.sendall(message.encode())
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def wait(self, seconds):
       '''设定机械臂等待时间(s)'''
       message = "wait({})".format(seconds)
       self.sock.sendall(message)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)
   
   def power_on(self):
       '''给机械臂上电?'''
       message = "power_on()"
       self.sock.sendall(message)
       time.sleep(20)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def power_off(self):
       '''给机械臂断电?'''
       message = "power_off()"
       self.sock.sendall(message)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def get_speed(self):
       '''获取机械臂(末端)速度(mm/s)'''
       message = "get_speed()"
       self.sock.sendall(message)
       speed = self.sock.recv(1024)
       return speed

   def state_check(self):
       '''检查机械臂状态(1正常,0不正常)'''
       message = b"state_check()"
       self.sock.sendall(message)
       state = self.sock.recv(1024)
       return state

   def check_running(self):
       '''检查机械臂是否运行(1正在运行,0不在运行)'''
       message = b"check_running()"
       self.sock.sendall(message)
       running_state = self.sock.recv(1024)
       if running_state == 'check_running:1':
           return True
       else:
           return False

   def set_torque_limit(self, axis, torque):
       '''设置机械臂在x,y,z某一方向上的力矩限制(N)'''
       torque_limit = "set_torque_limit({},{})".format(axis, torque)
       self.sock.sendall(torque_limit)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def set_payload(self, payload):
       '''设置机械臂负载(kg)'''
       message = "set_payload({})".format(payload)
       self.sock.sendall(message)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def set_acceleration(self, acc):
       '''设置机械臂(末端)加速度(整数,mm/s^2)'''
       message = "set_acceleration({})".format(acc)
       self.sock.sendall(message)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def get_acceleration(self):
       '''获取机械臂(末端)加速度(mm/s^2)'''
       message = "get_acceleration()"
       self.sock.sendall(message)
       acc = self.sock.recv(1024)
       return acc

   def wait_command_done(self):
       '''等待命令执行完毕'''
       message = "wait_command_done()"
       self.sock.sendall(message)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def pause_program(self):
       '''暂停进程'''
       message = "pause_program()"
       self.sock.sendall(message)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def resume_program(self):
       '''重启已暂停的进程'''
       message = "resume_program()"
       self.sock.sendall(message)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def state_on(self):
       '''机器人使能（使可控）'''
       message = "state_on()"
       self.sock.sendall(message)
       time.sleep(5)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)
   
   def state_off(self):
       '''机器人去使能（使不可控）'''
       message = "state_off()"
       self.sock.sendall(message)
       time.sleep(5)
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

   def set_digital_out(self, pin_number, signal):
       """ 设定数字输出端口电平，pin_number:0~15, signal:0低1高"""
       digital_signal = 'set_digital_out({},{})'.format(pin_number, signal)
       self.sock.sendall(digital_signal.encode())
       back_msg = self.sock.recv(1024)
       print(back_msg)

简单测试

from elephant import elephant_command
import time
import random

erobot = elephant_command()
# 笛卡尔空间
cur_pose = erobot.get_coords()
print(cur_pose)
ROS控制
尽量多看官方的github代码，里面有最详细的资源github

要用rviz控制机械，肯定就需要安装大象机器人的库

大象机器人ros库的安装
先安装依赖，命令行执行下面语句：（此外ROS以及moveit都已经安装）

pip install pymycobot --upgrade
git 库并且编译(删除src中的mycobot320这个库，这个文件用不到，并且有问题)

cd ~/catkin_ws/src
git clone https://github.com/elephantrobotics/mycobot_ros.git
cd ..
catkin build
source /devel/setup.bash
最后一部环境变量也可以设置为永久环境变量的更改，参考之前的博客

实现与真实机械臂的通信需要修改端口波特率等，在py文件中。pro600默认使用python3（每一代机器人的版本不同，我需要看py文件去确定）

pro600的ros控制
启动launch，打开rviz。官方已经给了配置以及模型文件了。拖动划块可以移动。

roslaunch mycobot_600 mycobot_600_slider.launch

如果要实现实时控制机械臂，那么还需要启动python文件，新开一个终端，用rosrun启动(可能会手动把文件的权限设置为可执行文件)

rosrun mycobot_600 slider_600.py
特别注意：不要拖动过快以及造成碰撞！！不要拖动过快以及造成碰撞！！不要拖动过快以及造成碰撞！！

　　审核编辑：汤梓红