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  • 1 简单的ROS机器人仿真

    博客转自古-月:https://blog.csdn.net/hcx25909/article/details/8870552,本文针对Fuerte版本,Kinetic版本参考 https://www.cnblogs.com/flyinggod/p/11489250.html

    前边我们已经介绍了ROS的基本情况,以及新手入门ROS的初级教程,现在就要真正的使用ROS进入机器人世界了。接下来我们涉及到的很多例程都是《ROS by Example》这本书的内容,我是和群里的几个人一起从国外的亚马逊上买到的,还是很有参考价值的,不过前提是你已经熟悉之前的新手教程了。

    一、ROS by Example

    这本书是关于国外关于ROS出版的第一本书,主要针对Electric和Fuerte版本,使用机器人主要是TurtleBot。书中详细讲解了关于机器人的基本仿真、导航、路径规划、图像处理、语音识别等等,而且在google的svn上发布了所有代码,可以通过以下命令下载、编译:

    git clone https://github.com/pirobot/ros-by-example
    export ROS_PACKAGE_PATH=$ROS_PACKAGE_PATH:$(pwd)
    rosmake rbx_vol_1
    rospack profile

    二、rviz简单机器人模拟

    1、安装机器人模拟器                       

    rviz是一个显示机器人实体的工具,本身不具有模拟的功能,需要安装一个模拟器arbotix。
    git clone https://github.com/vanadiumlabs/arbotix_ros
    rosmake arbotix_ros

    可以将模拟器和rbx_vol_1源代码放在同一个workspace内的src目录下,直接catkin_make就可以。

    mkdir -p ~/smartcar_description/src
    cd ~/smartcar_description/src
    git clone https://github.com/vanadiumlabs/arbotix_ros
    git clone https://github.com/pirobot/ros-by-example
    cd ..
    catkin_make 
    source devel/setup.bash

    2、TurtleBot机器人的模拟

    在书中的rbx_vol_1包里已经为我们写好了模拟的代码,我们先进行实验,完成后再仔细研究代码。机器人模拟运行
    roscore
    roslaunch rbx1_bringup fake_pi_robot.launch
    

    然后在终端中可以看到,机器人已经开始运行了,打开rviz界面,才能看到机器人实体。

    rosrun rviz rviz -d `rospack find rbx1_nav`/sim_fuerte.vcg
    

    indogo/kinetic

    rosrun rviz rviz `rospack find rbx1_nav`/nav.rviz

    后面的参数是加载了rviz的配置文件sim_fuerte.vcg/nav.rviz效果如下:

     此时的机器人是静止的,需要发布一个消息才能让它动起来。

    rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0.5}}'
    

    如果要让机器人停下来,需要在中断中按下“Ctrl+c”,然后输入:

    rostopic pub -1 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{}'
    

    也可以改变发送的topic信息,使机器人走出不同的轨迹。

    三、实现分析

    按照上面的仿真过程,我们详细分析每一步的代码实现。   

     1、TurtleBot机器人运行

    机器人运行使用的是launch文件,首先打开fake_turtlebot.launch文件。 

    <launch>
      <param name="/use_sim_time" value="false" />
    
      <!-- Load the URDF/Xacro model of our robot -->
      <arg name="urdf_file" default="$(find xacro)/xacro.py '$(find turtlebot_description)/urdf/turtlebot.urdf.xacro'" />
       
      <param name="robot_description" command="$(arg urdf_file)" />
        
      <node name="arbotix" pkg="arbotix_python" type="driver.py" output="screen">
          <rosparam file="$(find rbx1_bringup)/config/fake_turtlebot_arbotix.yaml" command="load" />
          <param name="sim" value="true"/>
      </node>
      
      <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher">
          <param name="publish_frequency" type="double" value="20.0" />
      </node>
      
      <!-- We need a static transforms for the wheels -->
      <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="odom_left_wheel_broadcaster" args="0 0 0 0 0 0 /base_link /left_wheel_link 100" />
      <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="odom_right_wheel_broadcaster" args="0 0 0 0 0 0 /base_link /right_wheel_link 100" />
    
    </launch>
    

    文件可以大概分为四个部分:
         1) 从指定的包中加载urdf文件
         2) 启动arbotix模拟器
         3) 启动状态发布节点
         4) tf坐标系配置

    2、rviz配置文件

    在打开rviz的时候需要加载一个.vcg的配置文件,主要对rviz中的插件选项进行默认的配置。这里打开的是sim_fuerte.vcg文件,由于文件比较长,这里只列举重点的部分。.vcg配置文件只是Fuerte和Groovy旧版本的ROS使用,当前使用.yaml或者.rviz,在indigo或者kinetic版本ROS编译时候可以将后缀.vcg改成.rviz,同时launch文件内加载配置的文件名后缀也要同步修改

    Background ColorB=0.12549
    Background ColorG=0.12549
    Background ColorR=0.12549
    Camera Config=158.108 0.814789 0.619682 -1.57034
    Camera Type=rviz::FixedOrientationOrthoViewController
    Fixed Frame=/odom
    Grid.Alpha=0.5
    Grid.Cell Size=0.5
    Grid.ColorB=0.941176
    Grid.ColorG=0.941176
    Grid.ColorR=0.941176
    Grid.Enabled=1
    Grid.Line Style=0
    Grid.Line Width=0.03
    Grid.Normal Cell Count=0
    Grid.OffsetX=0
    Grid.OffsetY=0
    Grid.OffsetZ=0
    Grid.Plane=0
    

    上面的代码是配置背景颜色和网格属性的,对应rviz中的选项如下图所示。

    其中比较重要的一个选项是Camera的type,这个选项是控制开发者的观察角度的,书中用的是FixedOrientationOrthoViewController的方式,就是上面图中的俯视角度,无法看到机器人的三维全景,所以可以改为OrbitViewController方式,如下图所示:


    3、发布topic

    要让机器人动起来,还需要给他一些运动需要的信息,这些信息都是通过topic的方式发布的。 这里的topic就是速度命令,针对这个topic,我们需要发布速度的信息,在ROS中已经为我们写好了一些可用的数据结构,这里用的是Twist信息的数据结构。在终端中可以看到Twist的结构如下:

    用下面的命令进行消息的发布,其中主要包括力的大小和方向。

    Background ColorB=0.12549
    Background ColorG=0.12549
    Background ColorR=0.12549
    Camera Config=158.108 0.814789 0.619682 -1.57034
    Camera Type=rviz::FixedOrientationOrthoViewController
    Fixed Frame=/odom
    Grid.Alpha=0.5
    Grid.Cell Size=0.5
    Grid.ColorB=0.941176
    Grid.ColorG=0.941176
    Grid.ColorR=0.941176
    Grid.Enabled=1
    Grid.Line Style=0
    Grid.Line Width=0.03
    Grid.Normal Cell Count=0
    Grid.OffsetX=0
    Grid.OffsetY=0
    Grid.OffsetZ=0
    Grid.Plane=0
    

    4、节点关系图

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/flyinggod/p/12716444.html
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