构建一个模拟的两轮ROS机器人

• 1. 确保已经安装了Rviz
• 2. 生成并构建ROS功能包
• • 2.1 生成一个catkin工作空间
  • 2.2 漏了一个懒得改
  • 2.3 构建差分驱动的机器人的URDF
  • • 2.3.1 创建机器人底座
    • 2.3.2 使用roslaunch
    • 2.3.3 添加轮子
    • 2.3.4 添加颜色
    • 2.3.5 添加小脚轮
    • 2.3.6 添加碰撞属性
    • 2.3.7 移动轮子
    • 2.3.8 添加物理属性
  • 2.4 Gazebo
  • • 2.4.1 安装Gazebo
    • 2.4.2 使用roslaunch启动Gazebo
    • 2.4.3 更改颜色
    • 2.4.4模型验证
    • 2.4.5 在Gazebo中查看URDF
    • 2.4.6 新建环境

1. 确保已经安装了Rviz

2. 生成并构建ROS功能包

2.1 生成一个catkin工作空间

$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_init_workspace

编译工作空间

$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make

加载源文件

$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

在.bashrc文件中加入命令

$ echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

为了确定源文件是否被加载，通过下列命令查询ROS环境正在使用的工作空间

$ echo $ROS_PACKAGE_PATH

对应输出应为:

home/username/catkin_ws/src:/opt/ros/noetic/share

2.2 漏了一个懒得改

2.3 构建差分驱动的机器人的URDF

URDF是具有特殊定义的XML格式的文件，专门用来对机器人组件级别进行抽象的模型描述。
在ros_robotics功能包目录生成一个/urdf目录：

$ cd ~/catkin_ws/src/robotics
$ mkdir urdf
$ cd urdf

2.3.1 创建机器人底座

机器人的第一个组成部分是底座盒子长宽高分别为0.5,0.5,0.25。
新建文件dd_robot.urdf保存在urdf文件夹下。

<

 

2.3.2 使用roslaunch

roslaunch：能够简化启动多个ROS节点的过程；简化参数服务器设置的过程
使用时需通过roscore命令来启动节点管理器
roslaunch语法结构

$ roslaunch  

在ros_robotics功能包里面新建文件夹lacunch，再新建ddrobot_rviz.launch文件

输入以下命令查看机器人模型

$ roslaunch ros_robotics ddrobot_rviz.launch model:=dd_robot.urdf

如果出现下面错误，RLException: [ddrobot_rviz.launch] is neither a launch file in package [launch] nor is [launch] a launch file name
The traceback for the exception was written to the log file

解决方法：将devel/setup.bash添加到系统

source ./devel/setup.bash

在displays添加Robotmodel和TF，并将FIxed frame改为base_link。

2.3.3 添加轮子

继续在上一段代码加

运行

2.3.4 添加颜色

为了方便观看
还是在上面代码改

继续运行，我们的车出来了

2.3.5 添加小脚轮

添加小脚轮来使小车平衡

在base_link加代码

2.3.6 添加碰撞属性

添加碰撞属性来使小车检测和识别物体的边界
同样是在元素中加属性
完整代码

2.3.7 移动轮子

接下来，我们通过GUI弹窗来控制轮子的关节组件
将gui添加到命令字段，如下：

$ roslaunch ros_robotics ddrobot_rviz.launch model:=dd_robot.urdf gui:=True

如果发现打开Rviz，发现没有GUI窗口。采用下面这个方法

• 下载joint_state_publisher_gui

$ sudo apt-get install ros-noetic-joint-state-publisher-gui

• 将launch文件里面的joint_state_publisher改为joint_state_publisher_gui
• 重新运行命令，就会出现GUI窗口了
  

2.3.8 添加物理属性

物理属性：包括惯性,3*3矩阵；质量，单位kg
之后就可以在Gazebo引擎中启动了
需要在中添加标签
具体代码较长

我们可以使用check_urdf工具来检查语法

$ check_urdf dd_robot.urdf

2.4 Gazebo

2.4.1 安装Gazebo

打开Gazebo

$ gazebo

2.4.2 使用roslaunch启动Gazebo

$ roslaunch gazebo_ros empty_world.launch

2.4.3 更改颜色

material>Gazebo/Blue0 0 3 0 0 0

2.4.4模型验证

验证代码是否有问题

$ gzsdf -p dd_robot.gazebo 

如果这个有问题换下面的

$ gz sdf -p dd_robot.gazebo 

2.4.5 在Gazebo中查看URDF

使用XML生成ddrobot_gazebo.launch

2.4.6 新建环境

在功能包里面新建文件夹worlds
新建文件ddrobot.world

model://ground_planemodel://sunmodel://construction_coneconstruction_cone-3.0 0 0 0 0 0model://construction_coneconstruction_cone3.0 0 0 0 0 0

参考文献：ROS机器人开发实用案例分析（第二版）