Navi机器人SDK开发指南

Appearance

网络与连接 ​

在新的环境中，初次启动机器人，需要确定机器是否已经联网，在没有联网的状态下，部分机器人的功能将无法使用； 建议使用显示器+键鼠登入到orin进行联网设置；

使用显示器和键鼠 ​

使用USB键鼠和DP线连到机器人orin大脑之后，按照Ubuntu系统的方式使机器人连上用户的wifi， 并将大脑orin 设置为固定IP，避免经常更换；

使用机器人AP热点 ​

对于不方便接USB键鼠和HDMI屏幕的场景，也可以通过连接机器人自身的AP热点来配置机器人的网络； 机器人大脑默认的AP名称前缀为nav01ap的Wi-Fi，此Wi-Fi就是机器人大脑的AP热点，密码为88888888。

终端连接 ​

完成机器人的网络配置之后，对于开发者而言，可能还需要使用终端登入大脑系统，支持如下方式登入：

  • Linux系统内终端：如果已经使用USB和HDMI登入orin，可以直接使用Linux系统终端登入；
  • 外部终端登入Linux：通过标准ssh协议登入orin Linux系统，ssh端口是22；
  • 登入到demos容器：
    • 在Linux终端内，支持使用docker exec -it navi_project-demos-1 bash
    • 外部终端，可通过ssh协议登入demos，指令：ssh root@ip -p 2222，密码：naviai@2025

运行一个代码示例 ​

首先进入到Orin的demos容器（docker exec -it navi_project-demos-1 bash）。navi_ws工作空间的结构如下

bash
├── build
├── devel
└── src
    ├── CMakeLists.txt
    ├── demos  # cpp示例代码包
    │   ├── CMakeLists.txt
    │   ├── include
    │   ├── package.xml
    │   └── src
    └── py_demos  # python示例代码包
        ├── CMakeLists.txt
        ├── config
        ├── package.xml
        └── scripts
  1. 设置环境变量：source /navi_ws/devel/setup.bash
  2. 运行示例代码：rosrun py_demos gesture_switch.py。效果是机器人左手做出拳头的手势，右手做出一的手势。

编写代码 ​

为了方便用户开发，Orin/home/naviai/navi_project/containers/demos/user_code下的所有文件都映射到demos容器中，用户可以在Orin上编写代码，在容器中执行。

接下来我们将编写一个python程序控制机器人挥手。

新建python代码文件 ​

新建wave.py文件

bash
touch ~/navi_project/containers/demos/user_code/wave.py
chmod +x ~/navi_project/containers/demos/user_code/wave.py

写入如下代码

python
#!/usr/bin/env python3
import rospy
import yaml
import sys
import threading
from upperlimb.srv import MoveJByPath, MoveJByPathRequest
from upperlimb.msg import Joints
from std_srvs.srv import Trigger, TriggerRequest


def load_yaml_data(yaml_file):
    """Load service request data from YAML file."""
    try:
        with open(yaml_file, 'r', encoding='utf-8') as f:
            return yaml.safe_load(f)
    except Exception as e:
        rospy.logerr(f"Failed to load YAML file: {e}")
        sys.exit(1)

def main():
    if len(sys.argv) != 2:
        print(f"Usage: {sys.argv[0]} <request_data.yaml>")
        sys.exit(1)
    
    yaml_file = sys.argv[1]
    
    rospy.init_node('wave_demo', anonymous=True)
    
    data = load_yaml_data(yaml_file)
    if 'path' not in data or 'time' not in data or 'arm_type' not in data:
            rospy.logerr("YAML data is missing 'path', 'time', or 'arm_type' keys.")
            sys.exit(1)

    ARM_SERVICE_NAME = '/zj_humanoid/upperlimb/movej_by_path/right_arm'
    GO_DOWN_SERVICE_NAME = '/zj_humanoid/upperlimb/go_down/right_arm'
    rospy.loginfo(f"Waiting for service ...")
    rospy.wait_for_service(ARM_SERVICE_NAME)
    rospy.wait_for_service(GO_DOWN_SERVICE_NAME)
    
    try:
        service_proxy = rospy.ServiceProxy(ARM_SERVICE_NAME, MoveJByPath)
        go_down_proxy = rospy.ServiceProxy(GO_DOWN_SERVICE_NAME, Trigger)

        req = MoveJByPathRequest()
        
        joint_msgs = []
        for joint_data in data['path']:
            if 'joint' in joint_data and isinstance(joint_data['joint'], list):
                joint_msg = Joints()
                joint_msg.joint = [float(j) for j in joint_data['joint']] 
                joint_msgs.append(joint_msg)
            else:
                rospy.logwarn(f"Skipping invalid joint data: {joint_data}")
        
        req.path = joint_msgs
        req.time = float(data['time'])
        req.is_async = bool(data['is_async'])
        req.arm_type = int(data['arm_type'])

        rospy.loginfo(f"Calling service {ARM_SERVICE_NAME}...")
        response = service_proxy(req)
        rospy.loginfo(f"Response: {response}")

        rospy.loginfo(f"Preparing to call {GO_DOWN_SERVICE_NAME} service...")
        go_down_req = TriggerRequest()
        go_down_response = go_down_proxy(go_down_req)
        
        if go_down_response.success:
            rospy.loginfo(f"{GO_DOWN_SERVICE_NAME} service successful. Message: {go_down_response.message}")
        else:
            rospy.logerr(f"{GO_DOWN_SERVICE_NAME} service failed. Message: {go_down_response.message}")
            
    except rospy.ServiceException as e:
        rospy.logerr(f"Service call failed: {e}")
        sys.exit(1)


if __name__ == '__main__':
    try:
        main()
    except rospy.ROSInterruptException:
        pass

新建yaml配置文件 ​

新建wave.yaml文件用于存放关节轨迹数据

bash
touch ~/navi_project/containers/demos/user_code/wave.yaml

获取关节数据 ​

  1. 开启右臂示教模式
bash
rosservice call /zj_humanoid/upperlimb/teach_mode/enter "arm_type: 2"
  1. 拖动右臂到目标位置，订阅/zj_humanoid/upperlimb/joint_states话题查看实时关节数据
bash
rostopic echo /zj_humanoid/upperlimb/joint_states

数据示例如下，position中的数据顺序与name中的关节名一一对应：

bash
name: 
  - Shoulder_Y_L
  - Shoulder_X_L
  - Shoulder_Z_L
  - Elbow_L
  - Wrist_Z_L
  - Wrist_Y_L
  - Wrist_X_L
  - Shoulder_Y_R
  - Shoulder_X_R
  - Shoulder_Z_R
  - Elbow_R
  - Wrist_Z_R
  - Wrist_Y_R
  - Wrist_X_R
  - Neck_Z
  - Neck_Y
  - A_Waist
position: [0.0, 0.174, 0.0, -0.087, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -0.399, -0.499, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]
  1. 记录不同姿态的关节角度数据，编辑wave.yaml文件，填入轨迹路径点和其他参数
yaml
path:
  - joint: [0.0, -0.4, -0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]  # 第一个目标位置
  - joint: [0.0, -0.3, -0.6, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]  # 第二个目标位置
  - joint: [0.0, -0.4, -0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]  # 第三个目标位置
time: 8.0       # 轨迹执行总时间（秒）
is_async: false # 是否异步执行
arm_type: 2     # 臂类型：1-左臂，2-右臂，3-双臂
  1. 关闭示教模式
bash
rosservice call /zj_humanoid/upperlimb/teach_mode/exit "arm_type: 2"

配置CMakeLists.txt ​

由于~/navi_project/containers/demos/user_code中的代码映射到了demos容器中的py_demos包的scripts目录下，需要在/navi_ws/src/py_demos/CMakeLists.txt中添加安装配置。

编辑/navi_ws/src/py_demos/CMakeLists.txt，在catkin_install_python部分添加：

cmake
catkin_install_python(PROGRAMS
  scripts/user_code/wave.py
  # 其他已有的脚本...
  DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)

重新编译工作空间 ​

bash
cd /navi_ws
catkin_make

设置环境变量 ​

bash
source /navi_ws/devel/setup.bash

运行程序 ​

bash
rosrun py_demos wave.py ~/navi_project/containers/demos/user_code/wave.yaml

或者直接使用python执行：

bash
python3 ~/navi_project/containers/demos/user_code/wave.py ~/navi_project/containers/demos/user_code/wave.yaml

执行后，机器人右臂会按照yaml文件中定义的轨迹路径运动，完成后自动放下。