配置franka

0. 创建catkin工作空间

创建一个新的catkin工作空间：

mkdir -p ~/catkin_franka_ws/src

切换到工作空间的src目录：

cd ~/catkin_franka_ws/src

初始化工作空间：

catkin_init_workspace

编译一下：

cd ~/catkin_franka_ws
catkin_make -j$(nproc)

1. 安装libfranka和franka_ros

根据官方文档安装libfranka和franka_ros即可。
注意选择对应的版本。

实测在Ubuntu 18.04下，可直接使用apt安装ros-melodic-libfranka和ros-melodic-franka-ros。

2. 创建新项目并配置

0. 创建软件包

在工作空间的src目录下创建一个新的软件包：

cd ~/catkin_franka_ws/src
catkin_create_pkg symc_test

理论上catkin_create_pkg需要给出软件包的依赖，但是我们可以后面手动在package.xml中添加依赖。

1. 添加依赖

在package.xml中添加依赖：

<?xml version="1.0"?>
<package format="2">
  <name>symc_test</name>
  <version>0.0.1</version>
  <description>The symc_test package</description>
  <maintainer email="gsymcreg@gmail.com">symc</maintainer>

  <license>Apache 2.0</license>


  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>

  <build_depend>message_generation</build_depend>
  <build_depend>eigen</build_depend>

  <build_export_depend>message_runtime</build_export_depend>

  <depend>controller_interface</depend>
  <depend>dynamic_reconfigure</depend>
  <depend>eigen_conversions</depend>
  <depend>franka_hw</depend>
  <depend>franka_gripper</depend>
  <depend>geometry_msgs</depend>
  <depend>hardware_interface</depend>
  <depend>joint_limits_interface</depend>
  <depend>tf</depend>
  <depend>tf_conversions</depend>
  <depend>libfranka</depend>
  <depend>pluginlib</depend>
  <depend>realtime_tools</depend>
  <depend>roscpp</depend>
  <depend>urdf</depend>
  <depend>visualization_msgs</depend>

  <exec_depend>franka_control</exec_depend>
  <exec_depend>franka_description</exec_depend>
  <exec_depend>message_runtime</exec_depend>
  <exec_depend>rospy</exec_depend>


  <!-- The export tag contains other, unspecified, tags -->
  <export>
    <!-- Other tools can request additional information be placed here -->

  </export>
</package>

主要变动是在depend中添加了libfranka和franka_ros的依赖，其他信息是对该软件包的描述。
这里build和exec的配置是从franka_ros的package.xml中抄过来的。

2. 编写CMakeLists.txt

首先在src目录下创建一个symc_test_node.cpp文件。

cd ~/catkin_franka_ws/src/symc_test/src
touch symc_test_node.cpp

然后编辑symc_test目录下的CMakeLists.txt文件：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(symc_test)

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  controller_interface
  dynamic_reconfigure
  eigen_conversions
  franka_hw
  franka_gripper
  geometry_msgs
  hardware_interface
  joint_limits_interface
  tf
  tf_conversions
  message_generation
  pluginlib
  realtime_tools
  urdf
  visualization_msgs
  roscpp
  rospy
  std_msgs
)


find_package(Eigen3 REQUIRED)
find_package(OsqpEigen REQUIRED)
find_package(Franka 0.9.0 QUIET)
if(NOT Franka_FOUND)
  find_package(Franka 0.8.0 REQUIRED)
endif()

list_insert_in_workspace_order(catkin_INCLUDE_DIRS ${Franka_INCLUDE_DIRS} ${catkin_INCLUDE_DIRS})


###################################
## catkin specific configuration ##
###################################
catkin_package(
  INCLUDE_DIRS include
  LIBRARIES symc_test
  CATKIN_DEPENDS
    controller_interface
    dynamic_reconfigure
    eigen_conversions
    franka_hw
    franka_gripper
    geometry_msgs
    hardware_interface
    joint_limits_interface
    tf
    tf_conversions
    message_runtime
    pluginlib
    realtime_tools
    roscpp
    urdf
    visualization_msgs
  DEPENDS Franka
)

###########
## Build ##
###########


add_executable(${PROJECT_NAME}_node src/symc_test_node.cpp)

target_include_directories(${PROJECT_NAME}_node PUBLIC
  ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node
  ${catkin_LIBRARIES}
  ${Franka_LIBRARIES}
  OsqpEigen::OsqpEigen
)

同样是从franka_ros的CMakeLists.txt中抄过来的，主要是添加了Franka的依赖，但是另外加了OsqpEigen库。
要根据实际情况修改CMakeLists.txt中的内容，你也可以根据自己的需求添加其他的依赖。

这里的OsqpEigen库是用于求解QP问题的库，可以在这里找到。

3.测试

0. 编辑symc_test/src/symc_test_node.cpp文件：

#include <iostream>
#include <ros/ros.h>
#include <franka/robot.h>
#include "OsqpEigen/OsqpEigen.h"
int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "symc_test_node");
    franka::Robot robot("robot_ip");
    OsqpEigen::Solver solver;
    std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
    return 0;
}

这里的robot_ip是franka机器人控制柜的IP地址，官方文档给的示例是172.16.0.2，我们这里只是为了测试环境配置，所以随便写一个IP地址即可。

1. 编译

cd ~/catkin_franka_ws
catkin_make -j$(nproc)

2. 运行

打开一个终端，运行roscore：

roscore

切换另一个终端，运行symc_test_node：

source ~/catkin_franka_ws/devel/setup.bash
rosrun symc_test symc_test_node

其中source ~/catkin_franka_ws/devel/setup.bash是为了加载环境变量，rosrun symc_test symc_test_node是运行symc_test_node节点。
symc_test是软件包名，symc_test_node是节点名。

为了方便，可以将source _{/catkin_franka_ws/devel/setup.bash添加到}/.bashrc文件中，这样每次打开终端都会自动加载环境变量。

echo "source ~/catkin_franka_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

这样就可以直接运行rosrun symc_test symc_test_node了。
上述代码运行时会报错，因为我们没有配置机器人的IP地址，这里只是为了测试环境配置是否成功，只要编译通过就可以了。
将franka::Robot robot("robot_ip");注释掉或者修改为真实franka控制柜的IP地址即可正常运行输出Hello World!。

- Optional

如果要用vscode进行开发，可以安装vscode的ros插件，这样可以方便的进行代码补全和调试。

另外如果不对vscode进行配置代码可能会报错无法找到头文件，也无法补全，我们需要手动配置：

在.vscode/c_cpp_properties.json中添加所需的头文件路径。
这里给出我的配置文件：

{
    "configurations": [
      {
        "browse": {
          "databaseFilename": "${default}",
          "limitSymbolsToIncludedHeaders": false
        },
        "includePath": [
          "/home/symc/catkin_ws/devel/include/**",
          "/opt/ros/melodic/include/**",
          "/usr/include/**",
          "/usr/local/include/**"
        ],
        "name": "ROS",
        "intelliSenseMode": "gcc-x64",
        "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
        "cStandard": "gnu11",
        "cppStandard": "c++14"
      }
    ],
    "version": 4
  }

/home/symc/catkin_ws/devel/include是我们的工作空间的include路径，/opt/ros/melodic/include是ros的include路径，其他的路径是系统的include路径。
通过apt安装的libfranka和franka_ros的头文件被安装在了/opt/ros/melodic/include/目录下，如果是源代码安装的则可能在其他目录下。

4. Links

• libfranka
• franka_ros
• osqp-eigen