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U2: Locomoción Holonómica

Revisión: /cmd_vel y TwistStamped

En la Parte 2 del curso aprendiste a controlar el TurtleBot3 publicando geometry_msgs/TwistStamped en /cmd_vel:

msg = TwistStamped()
msg.twist.linear.x  = 0.2    # avanzar
msg.twist.angular.z = 0.5    # girar

El Go2/B2 usa exactamente el mismo topic y tipo de mensaje. La única diferencia es que ahora también puedes usar linear.y para desplazamiento lateral:

msg = TwistStamped()
msg.twist.linear.x  =  0.2   # adelante/atrás  (m/s)
msg.twist.linear.y  =  0.1   # izquierda/derecha  (m/s)  ← NUEVO
msg.twist.angular.z = -0.3   # rotación (rad/s)

En el TurtleBot3 linear.y era ignorado (no puede desplazarse lateralmente). En el Go2/B2 las tres componentes se ejecutan simultáneamente.

Cinemática holonómica vs. diferencial

Un robot de tracción diferencial (de las Partes 1-6 del curso) para ir a la derecha tiene que: 1. Girar 90° a la derecha 2. Avanzar la distancia deseada 3. Girar 90° a la izquierda para recuperar la orientación

Un robot holonómico (como el Go2) simplemente publica vy > 0: 

msg.twist.linear.y = 0.15   # deslizarse a la izquierda sin girar

Esto lo implementa el SDK de Unitree como SportClient::Move(vx=0, vy=0.15, vyaw=0).

Configuración del sandbox

Abre el sandbox con la parte "Unitree U2: Locomoción Holonómica".

  • Mundo: unitree_empty (arena abierta, robot verde = holonómico)
  • Archivo semilla: unitree_move.py en ~/ros2_ws/src/unitree_u2_locomotion/scripts/
  • Topics disponibles: 
    /cmd_vel   geometry_msgs/TwistStamped   (controla el robot)
/odom      nav_msgs/Odometry            (posición actual)
/scan      sensor_msgs/LaserScan        (LiDAR 360°)

Archivo semilla: unitree_move.py

El archivo ya está en tu workspace. Ábrelo desde el explorador de código y léelo antes de ejecutar. Contiene una secuencia de tres movimientos:

  1. Avance - vx = 0.3 m/s durante 2 s
  2. Lateral - vy = 0.2 m/s durante 2 s (¡nuevo!)
  3. Rotación - vyaw = 0.5 rad/s durante 2 s

Compilar y ejecutar

# Terminal 1: compilar
cd ~/ros2_ws
colcon build --packages-select unitree_u2_locomotion --symlink-install
source install/setup.bash

# Terminal 2: ver la posición en tiempo real
ros2 topic echo /odom --field pose.pose.position

# Terminal 1: ejecutar
ros2 run unitree_u2_locomotion unitree_move.py

Observa la ventana de sim_lite (la pantalla negra con el robot verde) - deberías ver: - El robot moverse hacia adelante dejando una traza verde - Luego desplazarse lateralmente (sin girar el cuerpo) - Luego girar en su propio eje

Ejercicios

Ejercicio 1 - Cuadrado diferencial

Adapta unitree_move.py para que el robot trace un cuadrado de 1 m usando solo vx y vyaw (sin vy). Esto es equivalente a move_square.py de la Parte 2.

Pista: necesitas calcular cuánto tiempo mantener vx constante para avanzar exactamente 1 m, y cuánto mantener vyaw para girar exactamente 90°.

Ejercicio 2 - Cuadrado holonómico

Traza el mismo cuadrado pero sin girar el robot (el frente siempre apunta en la misma dirección). Usa solo vx y vy para los cuatro lados.

Este movimiento no es posible en el TurtleBot3 - solo en robots holonómicos.

Ejercicio 3 - Círculo

Haz que el robot se mueva en un círculo de radio 1 m aplicando simultáneamente vx y vyaw constantes. Usa la relación r = vx / vyaw para calcular los valores correctos.

Ejercicio 4 - Verificación con odometría

Agrega un subscriber a /odom en tu nodo y haz que el nodo se detenga automáticamente cuando haya recorrido exactamente 1 m desde el origen. (Pista: usa math.hypot(x, y) >= 1.0.)

Notas sobre el hardware real

Cuando ejecutes unitree_move.py en el Go2/B2 real:

  1. Asegúrate de que unitree_ros2_bridge.py esté corriendo en el mismo host.
  2. El puente traduce la publicación en /cmd_vel a SportClient::Move(vx, vy, vyaw).
  3. Los límites de velocidad del robot real son más bajos que en la simulación:
  4. |vx| ≤ 1.5 m/s (recomendado ≤ 0.5 para inicio)
  5. |vy| ≤ 0.5 m/s
  6. |vyaw| ≤ 1.5 rad/s
  7. Siempre ten a mano un control remoto para poder detener el robot manualmente.

Seguridad

En hardware real, empieza con velocidades bajas (0.1-0.2 m/s). Un robot cuadrúpedo que choca contra un obstáculo puede volcar o dañar sus actuadores. Confirma que la zona de prueba tenga al menos 3 × 3 m despejados.

Continúa con U3 - Estado y Odometría.