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ROS探索总结(六)—使用smartcar进行仿真

机器人 | 发布时间:2017-10-12 | 人气: | #评论# |本文关键字:ROS,仿真
摘要:之前的博客中,我们使用rviz进行了TurtleBot的仿真,而且使用urdf文件建立了自己的机器人smartcar,本篇博客是将两者进行结合,使用smartcar机器人在rviz中进行仿真。 一、模型完善 之前我

之前的博客中,我们使用rviz进行了TurtleBot的仿真,而且使用urdf文件建立了自己的机器人smartcar,本篇博客是将两者进行结合,使用smartcar机器人在rviz中进行仿真。

一、模型完善

        之前我们使用的都是urdf文件格式的模型,在很多情况下,ROS对urdf文件的支持并不是很好,使用宏定义的.xacro文件兼容性更好,扩展性也更好。所以我们把之前的urdf文件重新整理编写成.xacro文件。
        .xacro文件主要分为三部分:

1、机器人主体


  1. <?xml version="1.0"?>
  2. <robot name="smartcar" xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro">
  3.   <property name="M_PI" value="3.14159"/>
  4.  
  5.   <!-- Macro for SmartCar body. Including Gazebo extensions, but does not include Kinect -->
  6.   <include filename="$(find smartcar_description)/urdf/gazebo.urdf.xacro"/>
  7.  
  8.   <property name="base_x" value="0.33" />
  9.   <property name="base_y" value="0.33" />
  10.  
  11.   <xacro:macro name="smartcar_body">
  12.  
  13.  
  14.     <link name="base_link">
  15.     <inertial>
  16.       <origin xyz="0 0 0.055"/>
  17.       <mass value="1.0" />
  18.       <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="1.0" iyz="0.0" izz="1.0"/>
  19.     </inertial>
  20.     <visual>
  21.       <geometry>
  22.         <box size="0.25 .16 .05"/>
  23.       </geometry>
  24.       <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.055"/>
  25.       <material name="blue">
  26.       <color rgba="0 0 .8 1"/>
  27.       </material>
  28.    </visual>
  29.    <collision>
  30.       <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.055"/>
  31.       <geometry>
  32.         <box size="0.25 .16 .05" />
  33.       </geometry>
  34.     </collision>
  35.   </link>
  36.   <link name="left_front_wheel">
  37.     <inertial>
  38.       <origin  xyz="0.08 0.08 0.025"/>
  39.       <mass value="0.1" />
  40.        <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="1.0" iyz="0.0" izz="1.0"/>
  41.     </inertial>
  42.     <visual>
  43.       <geometry>
  44.         <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  45.       </geometry>
  46.       <material name="black">
  47.         <color rgba="0 0 0 1"/>
  48.       </material>
  49.     </visual>
  50.     <collision>
  51.       <origin rpy="0 1.57075 1.57075" xyz="0.08 0.08 0.025"/>
  52.       <geometry>
  53.          <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  54.       </geometry>
  55.     </collision>
  56.   </link>
  57.  
  58.   <joint name="left_front_wheel_joint" type="continuous">
  59.     <axis xyz="0 0 1"/>
  60.     <parent link="base_link"/>
  61.     <child link="left_front_wheel"/>
  62.     <origin rpy="0 1.57075 1.57075" xyz="0.08 0.08 0.025"/>
  63.     <limit effort="100" velocity="100"/>
  64.     <joint_properties damping="0.0" friction="0.0"/>
  65.   </joint>
  66.  
  67.   <link name="right_front_wheel">
  68.     <inertial>
  69.       <origin xyz="0.08 -0.08 0.025"/>
  70.       <mass value="0.1" />
  71.        <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="1.0" iyz="0.0" izz="1.0"/>
  72.     </inertial>
  73.     <visual>
  74.       <geometry>
  75.         <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  76.       </geometry>
  77.       <material name="black">
  78.         <color rgba="0 0 0 1"/>
  79.       </material>
  80.     </visual>
  81.     <collision>
  82.       <origin rpy="0 1.57075 1.57075" xyz="0.08 -0.08 0.025"/>
  83.       <geometry>
  84.          <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  85.       </geometry>
  86.     </collision>
  87.   </link>
  88.  
  89.   <joint name="right_front_wheel_joint" type="continuous">
  90.     <axis xyz="0 0 1"/>
  91.     <parent link="base_link"/>
  92.     <child link="right_front_wheel"/>
  93.     <origin rpy="0 1.57075 1.57075" xyz="0.08 -0.08 0.025"/>
  94.     <limit effort="100" velocity="100"/>
  95.     <joint_properties damping="0.0" friction="0.0"/>
  96.  </joint>
  97.  
  98.  <link name="left_back_wheel">
  99.     <inertial>
  100.       <origin xyz="-0.08 0.08 0.025"/>
  101.       <mass value="0.1" />
  102.        <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="1.0" iyz="0.0" izz="1.0"/>
  103.     </inertial>
  104.     <visual>
  105.       <geometry>
  106.         <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  107.       </geometry>
  108.       <material name="black">
  109.         <color rgba="0 0 0 1"/>
  110.       </material>
  111.    </visual>
  112.    <collision>
  113.        <origin rpy="0 1.57075 1.57075" xyz="-0.08 0.08 0.025"/>
  114.       <geometry>
  115.          <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  116.       </geometry>
  117.     </collision>
  118.   </link>
  119.  
  120.   <joint name="left_back_wheel_joint" type="continuous">
  121.     <axis xyz="0 0 1"/>
  122.     <parent link="base_link"/>
  123.     <child link="left_back_wheel"/>
  124.     <origin rpy="0 1.57075 1.57075" xyz="-0.08 0.08 0.025"/>
  125.     <limit effort="100" velocity="100"/>
  126.     <joint_properties damping="0.0" friction="0.0"/>
  127.   </joint>
  128.  
  129.   <link name="right_back_wheel">
  130.     <inertial>
  131.        <origin xyz="-0.08 -0.08 0.025"/>
  132.        <mass value="0.1" />
  133.        <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="1.0" iyz="0.0" izz="1.0"/>
  134.     </inertial>
  135.     <visual>
  136.       <geometry>
  137.         <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  138.       </geometry>
  139.       <material name="black">
  140.         <color rgba="0 0 0 1"/>
  141.       </material>
  142.    </visual>
  143.    <collision>
  144.       <origin rpy="0 1.57075 1.57075" xyz="-0.08 -0.08 0.025"/>
  145.       <geometry>
  146.          <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  147.       </geometry>
  148.     </collision>
  149.   </link>
  150.  
  151.  
  152.   <joint name="right_back_wheel_joint" type="continuous">
  153.     <axis xyz="0 0 1"/>
  154.     <parent link="base_link"/>
  155.     <child link="right_back_wheel"/>
  156.     <origin rpy="0 1.57075 1.57075" xyz="-0.08 -0.08 0.025"/>
  157.     <limit effort="100" velocity="100"/>
  158.     <joint_properties damping="0.0" friction="0.0"/>
  159.   </joint>
  160.  
  161.   <link name="head">
  162.     <inertial>
  163.       <origin xyz="0.08 0 0.08"/>
  164.       <mass value="0.1" />
  165.       <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="1.0" iyz="0.0" izz="1.0"/>
  166.     </inertial>
  167.     <visual>
  168.       <geometry>
  169.         <box size=".02 .03 .03"/>
  170.       </geometry>
  171.       <material name="white">
  172.         <color rgba="1 1 1 1"/>
  173.       </material>
  174.      </visual>
  175.      <collision>
  176.       <origin xyz="0.08 0 0.08"/>
  177.       <geometry>
  178.          <cylinder length=".02" radius="0.025"/>
  179.       </geometry>
  180.     </collision>
  181.   </link>
  182.  
  183.   <joint name="tobox" type="fixed">
  184.     <parent link="base_link"/>
  185.     <child link="head"/>
  186.     <origin xyz="0.08 0 0.08"/>
  187.   </joint>
  188.   </xacro:macro>
  189.  
  190. </robot>

2、gazebo属性部分

  1. <?xml version="1.0"?>
  2.  
  3. <robot xmlns:controller="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#controller"
  4.     xmlns:interface="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#interface"
  5.     xmlns:sensor="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#sensor"
  6.     xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro"
  7.     name="smartcar_gazebo">
  8.  <!-- ASUS Xtion PRO camera for simulation -->
  9. <!-- gazebo_ros_wge100 plugin is in kt2_gazebo_plugins package -->
  10. <xacro:macro name="smartcar_sim">
  11.     <gazebo reference="base_link">
  12.         <material>Gazebo/Blue</material>
  13.     </gazebo>
  14.      <gazebo reference="right_front_wheel">
  15.         <material>Gazebo/FlatBlack</material>
  16.     </gazebo>
  17.      <gazebo reference="right_back_wheel">
  18.         <material>Gazebo/FlatBlack</material>
  19.     </gazebo>
  20.      <gazebo reference="left_front_wheel">
  21.         <material>Gazebo/FlatBlack</material>
  22.     </gazebo>
  23.      <gazebo reference="left_back_wheel">
  24.         <material>Gazebo/FlatBlack</material>
  25.     </gazebo>
  26.      <gazebo reference="head">
  27.         <material>Gazebo/White</material>
  28.     </gazebo>
  29.  </xacro:macro>
  30.  </robot>

3、主文件

  1. <xml version="1.0"?>
  2.  
  3. <robot name="smartcar"
  4.     xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
  5.     xmlns:gazebo="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#gz"
  6.     xmlns:model="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#model"
  7.     xmlns:sensor="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#sensor"
  8.     xmlns:body="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#body"
  9.     xmlns:geom="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#geom"
  10.     xmlns:joint="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#joint"
  11.     xmlns:controller="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#controller"
  12.     xmlns:interface="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#interface"
  13.     xmlns:rendering="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#rendering"
  14.     xmlns:renderable="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#renderable"
  15.     xmlns:physics="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#physics"
  16.     xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro">
  17.  
  18.   <include filename="$(find smartcar_description)/urdf/smartcar_body.urdf.xacro" />
  19.  
  20.   <!-- Body of SmartCar, with plates, standoffs and Create (including sim sensors) -->
  21.   <smartcar_body/>
  22.   <smartcar_sim/>
  23. </robot>

二、lanuch文件

        在launch文件中要启动节点和模拟器。

  1. <launch>
  2.     <param name="/use_sim_time" value="false" />
  3.  
  4.     <!-- Load the URDF/Xacro model of our robot -->
  5.     <arg name="urdf_file" default="$(find xacro)/xacro.py '$(find smartcar_description)/urdf/smartcar.urdf.xacro'" />
  6.     <arg name="gui" default="false" />
  7.  
  8.     <param name="robot_description" command="$(arg urdf_file)" />
  9.     <param name="use_gui" value="$(arg gui)"/>
  10.  
  11.     <node name="arbotix" pkg="arbotix_python" type="driver.py" output="screen">
  12.         <rosparam file="$(find smartcar_description)/config/smartcar_arbotix.yaml" command="load" />
  13.         <param name="sim" value="true"/>
  14.     </node>
  15.  
  16.     <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" >
  17.     </node>
  18.  
  19.     <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher">
  20.         <param name="publish_frequency" type="double" value="20.0" />
  21.     </node>
  22.  
  23.      <!-- We need a static transforms for the wheels -->
  24.     <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="odom_left_wheel_broadcaster" args="0 0 0 0 0 0 /base_link /left_front_link 100" />
  25.     <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="odom_right_wheel_broadcaster" args="0 0 0 0 0 0 /base_link /right_front_link 100" />
  26.  
  27.     <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find smartcar_description)/urdf.vcg" />
  28. </launch>


三、仿真测试

        首先运行lanuch,既可以看到rviz中的机器人:

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