在webots中搭建双轮差速机器人

  注意：  

  • 再学习本系列教程时，应该已经安装过ROS了并且需要有一些ROS的基本知识

  webots版本：2020b rev1 ros版本：melodic   webots官方参考资料：  

  模型如下图所示：    

1.新世界

 

  1. 打开webots后，选择文件->新世界，创建一个新的地图。

  2.点一下场景树中的worldinfo，激活按钮。   3.点击按钮用于添加节点或对象，会有如下窗口，并且找到PROTO nodes(Webots Projects)->objects->backgrounds，添加这两个节点到仿真环境中。    

  1. 添加完场景后添加floor，找到PROTO nodes(Webots Projects)->objects->floors,添加RectangleArena(solid)节点。

   

  1. 我们可以看到左边的场景树中有很多属性，这些属性都是可以修改的。

  比如我们可以修改一下floorsize的大小，双击floorsize改成x=5m y=5m 可以看到地图变大了。    

2.模型建立

 

2.1 body

 

  1. 在场景树中添加Robot节点
  2. 双击Robot->children节点，创建Base_nodes->Shape节点
  3. 在场景树中单击Robot->children->Shape，下面会弹出一个DEF框，添加定义为body

   

  1. 双击appearance 添加颜色纹理Base_nodes->Appearance，双击geometry 添加形状Base_nodes->Box。
  2. 双击appearance->material添加金属属性，可以修改其节点下的diffusecolor属性更改颜色。
  3. 并在geometry节点添加几何属性，设置车体大小，我这里设置（x=0.5 y=0.15 z=0.5）m,将其在y上坐标设置高一些，方便后面加轮子。
  4. 现在我们得到这样一个物体：

   

  1. 在Robot节点下给轮子增加碰撞属性boundingObject及重力属性physics

    • 碰撞属性boundingObject：因为上面DEF了body，直接use body即可

   

    • 重力属性physics：只要创建一个physics子节点即可

 

2.2 动轮

 

  1. 在Robot->children下创建一个Base_nodes->HingeJoint节点,DEF为left_wheel，该节点下会出现三个节点jointParameters、device和endPoint
  2. 在HingeJoint->jointParameters 节点下创建子节点 HingeJointParameters，该节点将定义旋转原点(anchor)以及旋转轴(axis)。
    • axis是表示电机旋转轴的平行向量
    • anchor表示旋转轴相对于父节点的坐标偏移量
  3. 点击查看–>可选显示–>show joint Axes或者同时按下ctrl+F5，可以显示出旋转轴，方便我们调整旋转轴及旋转原点。
  4. 在HingeJoint->device节点下添加电机Rotatioal Motor,Rotatioal Motor->name命名为left_motor
  5. 在HingeJoint->endPoint节点下，增加Base_nodes->soild节点，该节点主要是设置电机模型以及其他功能参数，之后在soild->children节点下创建一个shape节点，在shape节点下设置轮子的形状为Cylinder。
  6. 通过调整translation和rotation，将轮子设置到合适的位置，轮子大小设置为（height=0.08 radius=0.12）如图：

   

  1. 接下来通过调整axis 和 anchor，将电机旋转轴调整到正确位置，比如我这里电机的位置相对于车体（x=0.31,y=0,z=0）,于是我将旋转轴相对于父节点(body)的位置通过anchor调整至此，并且修改axis的各个值观察到我的轮子是绕x轴旋转，所以将axis设置为（1 0 0）。可以看到，轮子处有一个黑线，表示旋转轴在这里，黑线表示的就是电机旋转轴的位置和方向。笔者在这里设置的（axis=2 0 0）m和（anchor=0.31 0 0）m

   

  1. 最后，在HingeJoint->endPoint节点下给轮子增加碰撞属性boundingObject及重力属性physics
    • 碰撞属性boundingObject：设置和轮子大小一致即可
    • 重力属性physics：只要创建一个physics子节点即可
  2. 接下来复制出另一个轮子，按照上面的方法调整axis和anchor,并且更改电机name为right_motor如下图所示:

   

2.3 导轮

 

  1. 在Robot->children下创建一个Base_nodes->HingeJoint节点。
  2. 向上面的教程一样创建jointParameters节点和endpoint节点，唯一和上面不同的是，导轮不需要电机，他是被动的。
  3. 对于导轮，笔者使用的是圆球sphere，因为比较好操作。
  4. 位置如图所示：
    • axis设置为（0 1 0）
    • anchor设置为（0 -0.09 0.23）

 

  1. 在HingeJoint->endPoint节点下给轮子增加碰撞属性boundingObject及重力属性physics
    • 碰撞属性boundingObject：设置和导轮大小一致即可
    • 重力属性physics：只要创建一个physics子节点即可
  2. 接下来复制出另一个导轮置另一边，按照上面的方法调整axis和anchor如下图所示:

 

2.4 运行测试

  按下运行按钮可以看到机器人平稳的降落到了地面上。  

2.5 保存地图

  在创建完机器人后一定要记得保存地图啊！！！！ 搭建地图很浪费时间的！！ 在这里我们保存为webots_map.wbt  

总结

本文也是基于笔者的学习和使用经验总结的，主观性较强，如果有哪些不对的地方或者不明白的地方，欢迎评论区留言交流~ 下一节通过ros控制小机器人吧。 Bye reference：https://blog.csdn.net/weixin_44508381/article/details/105669173