ROS2 MPC

MoveIt2 + ROS2 MPC 开源代码包汇总

分为两大类：线性 MPC (OSQP，快速原型)、非线性 NMPC (Acados，动力学，工业首选)所有仓库均可直接git clone下载；环境默认ROS2 Humble / Ubuntu22.04

一、ros-controls 官方：ros2_mpc【首选｜ros2_control 插件｜可直接对接 MoveIt2】

✅最贴合你的需求：替换 joint_trajectory_controller，MoveGroup 规划轨迹 → MPC 跟踪线性 MPC（OSQP 求解），标准controller_interface插件，直接纳入 controller_manager 管理，无需修改 MoveIt 源码。

bash

mkdir -p ~/mpc_ws/src && cd ~/mpc_ws/src # 克隆（切换humble分支） git clone -b humble https://github.com/ros-controls/ros2_mpc.git git clone https://github.com/osqp/osqp-eigen.git # 安装依赖 rosdep install --from-paths . --ignore-src -r -y colcon build --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release source install/setup.bash

仓库地址：https://github.com/ros-controls/ros2_mpc 适用：关节空间线性 MPC、速度型模型；适合前期仿真验证。 ⚠️ 局限：无刚体动力学，属于线性近似 MPC，高速跟踪性能有限

二、Acados ROS2 栈｜NMPC（动力学非线性 MPC｜焊接场景强烈推荐）

ICube Robotics 成熟开源栈，支持生成 C 代码、实时 NMPC、ros2_control 插件，机械臂刚体动力学 NMPC 工业方案。

1）基础库 acados_solver_ros2（核心框架）

bash

git clone https://github.com/ICube-Robotics/acados_solver_ros2.git

地址：https://github.com/ICube-Robotics/acados_solver_ros2

2）机械臂 Demo 包（rrbot 二连杆机械臂，可迁移到 6 轴机械臂 + MoveIt2）

bash

git clone https://github.com/ICube-Robotics/acados_solver_ros2_examples.git vcs import . < acados_solver_ros2_examples/acados_solver_ros2_examples.repos

地址：https://github.com/ICube-Robotics/acados_solver_ros2_examples 特点：

• Python 定义 OCP 最优控制问题 → 自动生成 C 求解器
• C++ 插件嵌入 ros2_control，周期 < 1ms（PREEMPT_RT 实时内核）
• 支持笛卡尔空间 NMPC / 关节动力学 NMPC

适配你的激光焊接需求：可把 MoveIt 输出的参考轨迹作为 NMPc 参考序列

三、独立节点式 MPC（快速原型，不改动 ros2_control）

适合快速仿真调试，架构：MoveIt 规划轨迹 → Topic 发布 → MPC 独立节点 → 下发关节指令

1. ros2_arm_mpc（OSQP 六轴机械臂轨迹跟踪 Demo）

https://github.com/haidai/ros2_arm_mpc 特点：C++ OSQP 实现，订阅JointTrajectory，配合 MoveGroup，Gazebo 仿真。

2. moveit2_cartesian_mpc（笛卡尔空间 MPC + moveit_servo）

https://github.com/ry023/moveit2_cartesian_mpc 直接改造 moveit_servo，末端位姿 MPC 跟踪，适合视觉动态焊缝跟随。

四、求解器源码（单独下载，如果你需要自研封装）

1. OSQP（线性 QP）

bash

git clone https://github.com/osqp/osqp git clone https://github.com/osqp/osqp-eigen

1. Acados（非线性 NMPC 核心，必须源码编译）

bash

git clone https://github.com/acados/acados cd acados && mkdir build && cd build cmake .. -DACADOS_WITH_QPOASES=ON -DACADOS_WITH_OSQP=ON make -j$(nproc) sudo make install

五、选型建议（结合你的 MoveIt2 + 焊接场景）

1. 仿真验证、快速上手→ros2_mpc（ros-controls 官方）
2. 实机、高速轨迹、需要动力学补偿、高精度焊接→Acados + acados_solver_ros2（最优路线）
3. 动态目标、视觉实时跟随焊缝→ moveit_servo + 笛卡尔 MPc

六、常见开发路线代码结构提醒

数据流复用模板（所有包通用）

plaintext

MoveIt MoveGroupInterface ↓规划→ JointTrajectory（离散参考轨迹） ros2_control MPC控制器插件 1.读取实时关节状态 2.时间插值得到当前时刻参考q_ref,dq_ref 3.MPC求解器计算最优控制指令 4.下发关节位置/速度指令至硬件

补充：如果你需要最小可运行 Demo

我可以提供一份OSQP 线性 MPC 完整 C++ 极简模板（独立节点，对接 MoveIt2 规划输出，可直接放入工作空间编译），包含：

• 状态转移模型
• Q/R 权重配置
• 轨迹插值逻辑
• 与 MoveIt2 接口对接代码