古月出品:ROS探索总结(四)——简单的机器人仿真
hashman
hashman 3951 3
2016-01-03 00:46
版权声明:本文为原博主 古-月 原创文章,不得用于商业用途!

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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

图片:20130.jpg3020572.jpg


       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:
svn checkout http://ros-by-example.googlecode.com/svn/trunk/rbx_vol_1
rosmake rbx_vol_1
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。
svn checkout http://vanadium-ros-pkg.googlecode.com/svn/trunk/arbotix
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:
roscore
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。
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:
 

图片:20130.jpg302109.jpg297.jpg


      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。

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}}'



     

图片:20130.jpg3021105.jpg


      如果要让机器人停下来,需要在中断中按下“Ctrl+c”,然后输入:
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。
<launch>
  <param name="/use_sim_time" value="false" />
  
  <!-- Load the URDF/Xacro model of our robot -->
  <arg name="urdf_file" default="$(find xacro)/xacro.py '$(find turtlebot_description)/urdf/turtlebot.urdf.xacro'" />
     
  <param name="robot_description" command="$(arg urdf_file)" />
      
  <node name="arbotix" pkg="arbotix_python" type="driver.py" output="screen">
      <rosparam file="$(find rbx1_bringup)/config/fake_turtlebot_arbotix.yaml" command="load" />
      <param name="sim" value="true"/>
  </node>
    
  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher">
      <param name="publish_frequency" type="double" value="20.0" />
  </node>
    
  <!-- We need a static transforms for the wheels -->
  <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" />
  <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" />
  
</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。
Background\ ColorB=0.12549
Background\ ColorG=0.12549
Background\ ColorR=0.12549
Camera\ Config=158.108 0.814789 0.619682 -1.57034
Camera\ Type=rviz::FixedOrientationOrthoViewController
Fixed\ Frame=/odom
Grid.Alpha=0.5
Grid.Cell\ Size=0.5
Grid.ColorB=0.941176
Grid.ColorG=0.941176
Grid.ColorR=0.941176
Grid.Enabled=1
Grid.Line\ Style=0
Grid.Line\ Width=0.03
Grid.Normal\ Cell\ Count=0
Grid.OffsetX=0
Grid.OffsetY=0
Grid.OffsetZ=0
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。

图片:20130.jpg302117.jpg.jpg


               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:

图片:20130.jpg30211752.jpg7.jpg




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:
             

图片:20130.jpg3021195.jpg70.jpg

       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。
Background\ ColorB=0.12549
Background\ ColorG=0.12549
Background\ ColorR=0.12549
Camera\ Config=158.108 0.814789 0.619682 -1.57034
Camera\ Type=rviz::FixedOrientationOrthoViewController
Fixed\ Frame=/odom
Grid.Alpha=0.5
Grid.Cell\ Size=0.5
Grid.ColorB=0.941176
Grid.ColorG=0.941176
Grid.ColorR=0.941176
Grid.Enabled=1
Grid.Line\ Style=0
Grid.Line\ Width=0.03
Grid.Normal\ Cell\ Count=0
Grid.OffsetX=0
Grid.OffsetY=0
Grid.OffsetZ=0
Grid.Plane=0



4、节点关系图

图片:20130.jpg3021211.jpg


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chonghongkuan 原型机 2016-08-02 11:36 沙发
执行第一个代码的时候就链接超时了。。。。。。。
chonghongkuan 原型机 2016-08-02 11:37 板凳
你这个代码不会是要翻。。墙才能下载吧。。。。
chonghongkuan 原型机 2016-08-02 11:42 地板
额。。。。Google code 今年关闭了。。。。。。。。。。。。郁闷
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