ROS探索总结(四)——简单的机器人仿真

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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:

  1. svn checkout http://ros-by-example.googlecode.com/svn/trunk/rbx_vol_1  
  2. rosmake rbx_vol_1  
  3. rospack profile          //加入ROS package路径

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。

  1. svn checkout http://vanadium-ros-pkg.googlecode.com/svn/trunk/arbotix  
  2. rosmake arbotix

    

       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:
  1. roscore  
  2. 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。
  1. rosrun rviz rviz -d `rospack find rbx1_nav`/sim_fuerte.vcg
 
       后面的参数是加载了rviz的配置文件sim_fuerte.vcg。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。

  1. 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:

  1. 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。
  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 turtlebot_description)/urdf/turtlebot.urdf.xacro'" />  
  6.  
  7.   <param name="robot_description" command="$(arg urdf_file)" />  
  8.  
  9.   <node name="arbotix" pkg="arbotix_python" type="driver.py" output="screen">  
  10.       <rosparam file="$(find rbx1_bringup)/config/fake_turtlebot_arbotix.yaml" command="load" />  
  11.       <param name="sim" value="true"/>  
  12.   </node>  
  13.  
  14.   <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher">  
  15.       <param name="publish_frequency" type="double" value="20.0" />  
  16.   </node>  
  17.  
  18.   <!-- We need a static transforms for the wheels -->  
  19.   <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" />  
  20.   <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" />  
  21.  
  22. </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。

  1. Background\ ColorB=0.12549  
  2. Background\ ColorG=0.12549  
  3. Background\ ColorR=0.12549  
  4. Camera\ Config=158.108 0.814789 0.619682 -1.57034  
  5. Camera\ Type=rviz::FixedOrientationOrthoViewController  
  6. Fixed\ Frame=/odom  
  7. Grid.Alpha=0.5  
  8. Grid.Cell\ Size=0.5  
  9. Grid.ColorB=0.941176  
  10. Grid.ColorG=0.941176  
  11. Grid.ColorR=0.941176  
  12. Grid.Enabled=1  
  13. Grid.Line\ Style=0  
  14. Grid.Line\ Width=0.03  
  15. Grid.Normal\ Cell\ Count=0  
  16. Grid.OffsetX=0  
  17. Grid.OffsetY=0  
  18. Grid.OffsetZ=0  
  19. 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。

  1. [plain] view plain copy Background\ ColorB=0.12549  
  2. Background\ ColorG=0.12549  
  3. Background\ ColorR=0.12549  
  4. Camera\ Config=158.108 0.814789 0.619682 -1.57034  
  5. Camera\ Type=rviz::FixedOrientationOrthoViewController  
  6. Fixed\ Frame=/odom  
  7. Grid.Alpha=0.5  
  8. Grid.Cell\ Size=0.5  
  9. Grid.ColorB=0.941176  
  10. Grid.ColorG=0.941176  
  11. Grid.ColorR=0.941176  
  12. Grid.Enabled=1  
  13. Grid.Line\ Style=0  
  14. Grid.Line\ Width=0.03  
  15. Grid.Normal\ Cell\ Count=0  
  16. Grid.OffsetX=0  
  17. Grid.OffsetY=0  
  18. Grid.OffsetZ=0  
  19. Grid.Plane=0

4、节点关系图


原创文章,转载请注明: 转载自古月居

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评论

30条评论
  1. Gravatar 头像

    恶魔的眼泪 回复

    请问显示:Global status :Error是什么错误呢?没有显示机器人

    • Gravatar 头像

      Magenta 回复

      @恶魔的眼泪 我也遇到了同样的问题,全都是按照教程来的,就是没有机器人

      • Gravatar 头像

        MrLee 回复

        @Magenta 哥们你解决了么?是不是少装了什么呢?

  2. Gravatar 头像

    蓝瘦 回复

    我启动这个的饿时候,roslaunch rbx1_nav fake_move_base_blank_map.launch,出现
    [move_base-2] process has died [pid 105003, exit code -6, cmd /opt/ros/indigo/lib/move_base/move_base __name:=move_base __log:=/home/turtlebot/.ros/log/eea77f3a-611f-11e7-ab52-000c298ee314/move_base-2.log].
    log file: /home/turtlebot/.ros/log/eea77f3a-611f-11e7-ab52-000c298ee314/move_base-2*.log
    ,该如何是好?

  3. Gravatar 头像

    heisenberg 回复

    老哥 看来需要做一能连续看文章的功能按钮了,比如下一篇文章的链接什么的 :mrgreen: :mrgreen:

  4. Gravatar 头像

    heisenberg 回复

    老哥 看来需要做一能连续看文章的功能按钮了,比如下一篇文章的链接什么的

  5. Gravatar 头像

    落叶 回复

    请问安装时:svn checkout http://vanadium-ros-pkg.googlecode.com/svn/trunk/arbotix
    出现svn: E000110: Unable to connect to a repository at URL 'http://vanadium-ros-pkg.googlecode.com/svn/trunk/arbotix'
    svn: E000110: 执行上下文错误: 连接超时
    这是什么原因呢?

    • 古月

      古月 回复

      @落叶 现在可以不用svn安装了,直接apt-get安装相应ros版本的即可

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        落叶 回复

        @古月 我是新手,请问我具体输入什么命令呢?直接把svn改成apt_get么?

  6. Gravatar 头像

    寻寻觅觅归乡路 回复

    新版里观看视角修改:.rviz文件里的Views配置,一般在后面的位置,Orbit是自由视角,俯视TopDownOrtho

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    上帝之手 回复

    请问执行roslaunch rbx1_bringup fake_turtlebot.launch出现一下错误,请问如何解决
    Cannot load command parameter [robot_description]: command [/opt/ros/indigo/share/xacro/xacro.py '/opt/ros/indigo/share/turtlebot_description/urdf/turtlebot.urdf.xacro'] returned with code [1].

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    ke_wu 回复

    古月大大,麻烦问一下,我每次想用rviz现实turtlebot或者pi robot时候就会出现Detected jump back in time. Clearing TF buffer.
    段错误 (核心已转储)。
    但是我也不知道是哪溢出了啊。求解,困扰很久了

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    思良月6 回复

    博主,您好!我是一个ROS初学者,我按照上面的命令下载代码的时候,出现这种情况。
    lang@ubuntu:~$ svn checkout http://ros-by-example.googlecode.com/svn/trunk/rbx_vol_1
    svn: E000110: Unable to connect to a repository at URL 'http://ros-by-example.googlecode.com/svn/trunk/rbx_vol_1'
    svn: E000110: Error running context: Connection timed out
    可以请教一下是这个网址失效了吗?

  10. Gravatar 头像

    ychx 回复

    忘记说了我是jade版本,这个有啥影响吗

  11. Gravatar 头像

    ychx 回复

    你好,我是一个ROS初学者,从官网wiki学完了初级阶段,在rosmake rbx_vol_1 和 rosmake arbotix都出现了
    [ rosmake ] rosmake starting...
    [ rosmake ] Packages requested are: ['rbx_vol_1']
    [ rosmake ] Logging to directory /home/ychx/.ros/rosmake/rosmake_output-20160407-192400
    [ rosmake ] Expanded args ['rbx_vol_1'] to:
    []
    [ rosmake ] WARNING: The following args could not be parsed as stacks or packages: ['rbx_vol_1']
    [ rosmake ] ERROR: No arguments could be parsed into valid package or stack names.
    这样的错误,搜索答案的时候说是环境配置出错,由于是新手所以具体不会操作,麻烦你能帮我解答下,对环境配置方面基本小白,能给我推荐一个学习的网页,谢谢啦~~~

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