软件集成ROS2（支持离线示教机械臂）逻辑记录
一、整体架构总览
三层结构：Qt 前端（交互层） → rosbridge（通信中转） → ROS2 后台（运算控制层）（我用的是windows的wsl2）
全程数据流：拖拽生成目标位姿 → 网络转发 → 逆运动学 + 路径规划 + 避障 → 结果回传前端展示
二、各模块详细职责
- Qt 前端（运行在 Windows，用户操作界面）
核心工作:人机交互加载 3D 仿真场景、机械臂模型，支持鼠标拖拽机械臂末端做离线示教。生成并发送指令数据,拖拽后实时算出末端空间位姿（坐标 + 姿态），封装为 PoseStamped 消息，通过 WebSocket 发给 rosbridge，对应话题：/bp/teach_target_pose。
接收后端数据 + 界面展示:接收 /bp/preview_joint_states：解析 6 轴关节角度，界面展示IK 解算结果、实时驱动 3D 机械臂模型姿态变化；
接收 /bp/planned_trajectory：解析运动轨迹，界面标记规划路径、统计轨迹接收次数；区分系统原生关节状态和 IK 预览数据，做状态提示。
简单概括:只做 “操作 + 发请求 + 显结果”，不做任何复杂计算。 - rosbridge（通信中间层，跑在 ROS2 服务器 192.16.10.238）
核心工作
Windows Qt 无法直接使用 ROS2 原生 DDS 通信，它是协议 & 数据格式转换器：
一侧对接 Qt：使用 WebSocket 协议（端口 9090），接收 Qt 传来的 JSON 格式数据；
格式转换：把 JSON 转为 ROS2 标准消息，通过 ROS2 DDS 发布对应话题；
反向转发：把 ROS2 后端输出的话题数据，转回 JSON，通过 WebSocket 回传给 Qt。
简单概括，纯 “传话翻译”，不参与计算、不处理业务逻辑。 - ROS2 后台（核心运算层，跑在 Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble）由自定义业务节点 + MoveIt2 组合而成，整条链路的计算核心：订阅话题：监听/bp/teach_target_pose，拿到前端发来的机械臂末端目标位姿。逆运动学 IK 解算：根据末端位姿，反推机械臂每个关节的角度。碰撞检测 + 路径规划 + 避障，结合场景里的设备外壳、摇臂、转台等障碍物，用 MoveIt2 算法算出整条安全运动轨迹。发布结果话题，发布 /bp/preview_jo：int_states：IK 算出的关节角度，供前端预览姿态；发布 /bp/planned_trajectory：完整运动轨迹数据，供前端展示路径。简单概括：接收请求、做 IK 解算、避障、路径规划，把计算结果发回前端。
三、正常完整数据流（闭环）
用户拖拽 Qt 里的机械臂末端 → 前端生成目标位姿 → 发 /bp/teach_target_pose
rosbridge 转协议 + 格式 → ROS2 后台收到位姿数据，后台执行：IK 解算 → 碰撞 / 避障检测 → 路径规划后台主动发布两个结果话题：
/bp/preview_joint_states（关节角）
/bp/planned_trajectory（运动轨迹）
rosbridge 再次转译数据 → 回传给 Qt 前端，前端解析数据，更新 3D 模型、界面状态、计数，流程走完。