实验四 Turtlebot2机器人仿真

昨夜星辰

分类：ROS

发布时间 2022.01.31阅读数 4168 评论数 0

实验内容

实验的内容就是利用turtlebot2机器人，在新建的仿真环境当中进行建图和导航，还是非常简单的。

创建仿真环境

（1）利用gazebo的Building Editor创建一个简单的仿真环境。

在这里插入图片描述

（2）打开rviz，加入机器人模型、点云和雷达信息。rviz中的白线为雷达信息。

在这里插入图片描述

（3）随着机器人的移动，点云信息和雷达信息也随之更新。

在这里插入图片描述
然而，这里的激光雷达信息并不是真正的雷达扫描到的信息，而是由kinect相机转换而来的，从图中也可以看到，只有相机能够探测到的位置才会有激光雷达的信息。光靠kinect相机来实现SLAM效果并不理想，在建图过程中很容易发生漂移。

SLAM建图

（1）打开建图的仿真环境，初始位置如下图所示

从图中可以看出kinect相机在走廊中能探测到的位置非常有限，且只有前方，因此转换成的激光雷达信息也只有前方，这对于SLAM建图来说是远远不够的。
在这里插入图片描述

（2）运行teleop控制节点，使机器人移动进行建图，在运动过程中地图发生漂移：

在这里插入图片描述

（3）添加激光雷达

为了解决以上地图漂移的问题，在turtlebot2上加入一个rplidar A2二维激光雷达，如下图所示，加在了最上方。
在这里插入图片描述

（4）rplidar.xacro的代码如下：

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="laser">

		<xacro:property name="rplidar_offset_x" value="0"/>
		<xacro:property name="rplidar_offset_y" value="0"/>
		<xacro:property name="rplidar_offset_z" value="0.028"/>

    <xacro:macro name="rplidar" params="parent">
        <!-- Create laser reference frame -->
				<joint name="rplidar_joint" type="fixed">
        		<origin xyz="${rplidar_offset_x} ${rplidar_offset_y} ${rplidar_offset_z}" rpy="0 0 0"/>
        		<parent link="${parent}"/>
        		<child link="laser_link"/>
    		</joint>

        <link name="laser_link">
            <inertial>
                <mass value="0.1" />
                <origin xyz="0 0 0" />
                <inertia ixx="0.01" ixy="0.0" ixz="0.0"
                         iyy="0.01" iyz="0.0"
                         izz="0.01" />
            </inertial>

            <visual>
                <origin xyz=" 0 0 0 " rpy="0 0 0" />
                <geometry>
                    <cylinder length="0.05" radius="0.05"/>
                </geometry>
                <material name="black"/>
            </visual>

            <collision>
                <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0 0 0" />
                <geometry>
                    <cylinder length="0.06" radius="0.05"/>
                </geometry>
            </collision>
        </link>
        <gazebo reference="laser_link">
            <material>Gazebo/Black</material>
        </gazebo>

        <gazebo reference="laser_link">
            <sensor type="ray" name="rplidar">
                <pose>0 0 0 0 0 0</pose>
                <visualize>false</visualize>
                <update_rate>5.5</update_rate>
                <ray>
                    <scan>
                      <horizontal>
                        <samples>360</samples>
                        <resolution>1</resolution>
                        <min_angle>-3</min_angle>
                        <max_angle>3</max_angle>
                      </horizontal>
                    </scan>
                    <range>
                      <min>0.10</min>
                      <max>6.0</max>
                      <resolution>0.01</resolution>
                    </range>
                    <noise>
                      <type>gaussian</type>
                      <mean>0.0</mean>
                      <stddev>0.01</stddev>
                    </noise>
                </ray>
                <plugin name="gazebo_rplidar" filename="libgazebo_ros_laser.so">
                    <topicName>/scan</topicName>
                    <frameName>laser_link</frameName>
                </plugin>
            </sensor>
        </gazebo>

    </xacro:macro>
</robot>

对robots/kobuki_hexagons_kinect.urdf.xacro文件进行修改

<?xml version="1.0"?>
<!--
    - Base      : kobuki
    - Stacks    : hexagons
    - 3d Sensor : kinect
-->
<robot name="turtlebot" xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro">

  <xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/turtlebot_common_library.urdf.xacro" />
  <xacro:include filename="$(find kobuki_description)/urdf/kobuki.urdf.xacro" />
  <xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/stacks/hexagons.urdf.xacro"/>
  <xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/sensors/kinect.urdf.xacro"/>
  <xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/sensors/rplidar.xacro"/>

  <kobuki/>
  <stack_hexagons parent="base_link"/>
  <sensor_kinect  parent="base_link"/>
  <rplidar parent="plate_top_link"/>
</robot>