Soft Arm Sim - ROS 2 柔性机械臂仿真平台

这是一个基于 ROS 2 (Humble) 开发的柔性机械臂（Soft Manipulator）仿真系统。 项目实现了基于 常曲率（PCC） 假设的运动学模型，并解决了软体机器人在 Rviz 中常见的 视觉同步延迟问题，实现了高帧率、无滞后的动态仿真。

🤖 项目概况

• 机器人构型：3 段 PCC 串联结构。
• 物理参数：总长 720mm (3段 x 240mm)，每段包含 3 个圆盘（Disk），直径 80mm。
• 核心特性：
  • 解耦架构：数学模型 (Model)、可视化 (Base)、控制 (Control) 完全分离。
  • 零延迟可视化：采用 MarkerArray 技术同时渲染骨架与圆盘，彻底消除 TF 插值导致的时序不同步。
  • 扩展性：预留了深度学习（RL）与硬件电机控制接口。

📂 文件结构说明

src/
├── soft_arm_sim/
│   ├── config/                     # [预留] 存放 .yaml 配置文件 (如机械臂尺寸参数)
│   ├── launch/
│   │   └── simulate.launch.py      # [启动] 一键启动脚本，同时加载 Rviz、仿真节点和状态发布器
│   ├── resource/                   # ROS 资源索引文件
│   ├── urdf/
│   │   └── soft_arm.urdf.xacro     # [模型] 机器人的物理描述文件 (主要用于定义 base_link 关系)
│   ├── soft_arm_sim/               # === Python 核心源码包 ===
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── base/                   # [可视化层]
│   │   │   ├── __init__.py
│   │   │   └── simulation_node.py  # [核心节点] 负责：
│   │   │                           # 1. 调用 Model 计算运动学
│   │   │                           # 2. 发布 TF (用于后台坐标系维护)
│   │   │                           # 3. 发布 MarkerArray (用于 Rviz 零延迟显示 Disk 和 轴线)
│   │   ├── control/                # [控制层]
│   │   │   ├── __init__.py
│   │   │   └── test_controller.py  # [示例] 发送正弦波信号，测试机械臂蠕动效果
│   │   ├── deeplearning/           # [学习层] 预留给 Gym 环境或强化学习训练脚本
│   │   ├── model/                  # [数学层]
│   │   │   ├── __init__.py
│   │   │   └── pcc_kinematics.py   # [算法] 纯数学 PCC 正运动学解算，生成 Disk 变换矩阵和贝塞尔曲线点
│   ├── package.xml                 # ROS 包依赖描述
│   ├── setup.cfg                   # Python 脚本安装路径配置 (解决 libexec 报错)
│   └── setup.py                    # Python 包构建配置
└── startbash                       # [工具] 自定义启动脚本 (如果包含相关指令)