基于 gazebo 仿真的 ROS 2 开发

博文编辑中…

适用版本：ros-galactic

1. ROS2 安装 gazebo

默认安装的ros2是不包含gazebo的，首先我们安装gazebo11：

1	sudo apt-get install ros-galactic-gazebo-*

后续我们会使用Cartographer进行SLAM，所以还需要安装Cartographer相关的功能包：

1 2	sudo apt install ros-galactic-cartographer sudo apt install ros-galactic-cartographer-ros

接着安装Turtlebot3相关功能包：

1 2	sudo apt install ros-galactic-turtlebot3 sudo apt install ros-galactic-turtlebot3-simulations

2. 使用 gazebo 仿真

2.1 例程

配置gazebo的仿真模型路径：

1	$ export GAZEBO_MODEL_PATH=$GAZEBO_MODEL_PATH:'ros2 pkg \prefix turtlebot3_gazebo \'/share/turtlebot3_gazebo/models/

启动仿真环境：

1 2	export TURTLEBOT3_MODEL=burger ros2 launch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch.py

运行SLAM功能：

1 2	export TURTLEBOT3_MODEL=burger ros2 launch turtlebot3_cartographer cartographer.launch.py use_sim_time:=True

运行键盘控制节点：

1 2	export TURTLEBOT3_MODEL=burger ros2 run turtlebot3_teleop teleop_keyboard

2.2 自定义的 urdf 小车

本节内容基本根据古月居老师的《ROS2入门21讲》整理归纳
本节使用的小车即古月居老师例程中的mbot，对于支撑轮的部分稍做了修改

2.2.1 需要修改的代码

古月居老师提供的mbot在移动时会产生漂移以及阻塞感，经分析后确定是支撑轮的问题，将原本固定的支撑轮修改为无限旋转后即可解决：

...
<joint name="${prefix}_caster_joint" type="continuous">
    <origin xyz="${reflect*caster_joint_x} 0 ${-(base_length/2 + caster_radius)}" rpy="0 0 0"/>
    <parent link="base_link"/>
    <child link="${prefix}_caster_link"/>
    <axis xyz="0 1 0"/>
</joint>
...

2.2.2 几个关键点

（1）差速转向插件

...
<plugin name="differential_drive_controller" 
        filename="libgazebo_ros_diff_drive.so">                
      <update_rate>30</update_rate>
      <left_joint>left_wheel_joint</left_joint>
      <right_joint>right_wheel_joint</right_joint>
      <wheel_separation>${wheel_joint_y*2}</wheel_separation>
      <wheel_diameter>${2*wheel_radius}</wheel_diameter>
      <max_wheel_torque>20</max_wheel_torque>
      <max_wheel_acceleration>1.0</max_wheel_acceleration>
      <command_topic>cmd_vel</command_topic>
      <publish_odom>true</publish_odom>
      <publish_odom_tf>true</publish_odom_tf>
      <publish_wheel_tf>true</publish_wheel_tf>
      <odometry_topic>odom</odometry_topic>
      <odometry_frame>odom</odometry_frame>
      <robot_base_frame>base_footprint</robot_base_frame>
      <odometry_source>1</odometry_source>
</plugin>
...

需要注意的是wheel_separation轮距参数应为两轮中心点的距离，wheel_diameter轮径应为轮子的直径。

附录

# gazebo 发布的 topic
gz topic -l

gz joint -m cart_front_steer -j wheel_front_left_steer_spin --vel-t 1