机器人系统仿真(十三)——Gazebo仿真环境搭建

2023-12-30 21:35:58

参考视频：【奥特学园】ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程_哔哩哔哩_bilibili

参考文档：http://www.autolabor.com.cn/book/ROSTutorials/

素材下载链接：https://github.com/zx595306686/sim_demo.git

到目前为止，我们已经可以将机器人模型显示在 Gazebo 之中了，但是当前默认情况下，在 Gazebo 中机器人模型是在 empty world 中，并没有类似于房间、家具、道路、树木... 之类的仿真物，如何在 Gazebo 中创建仿真环境呢？

Gazebo 中创建仿真实现方式有两种:

方式1: 直接添加内置组件创建仿真环境
方式2: 手动绘制仿真环境(更为灵活)

也还可以直接下载使用官方或第三方提高的仿真环境插件。

1.使用素材的环境

在功能包 urdf02_gazebo 下新建文件夹 worlds，将下载的素材中的 box_house.world 放入此文件夹

在 launch 新建 demo03_env.launch

<launch>
    <!--1.需要在参数服务器中载入 urdf -->
    <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(find urdf02_gazebo)/urdf/car.urdf.xacro" />
    <!--2.启动 Gazebo 仿真环境 -->
    <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch" >
        <arg name="world_name" value="$(find urdf02_gazebo)/worlds/box_house.world" />
    </include>
    <!--3.在 Gazebo 中添加机器人模型 -->
    <node pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" name="spawn_model" args="-urdf -model car -param robot_description" />
</launch>

接着运行

cys@ubuntu:~/demo05_ws$ source ./devel/setup.bash
cys@ubuntu:~/demo05_ws$ roslaunch urdf02_gazebo demo03_env.launch

2.添加内置组件创建仿真环境

2.1 启动 Gazebo 并添加组件

启动 roscore

启动

 rosrun gazebo_ros gazebo

2.2 保存仿真环境

添加完毕后，选择 file ---> Save World as 选择保存路径(功能包下: worlds 目录)，文件名自定义，后缀名设置为 .world

2.3 启动

<launch>

    <!-- 将 Urdf 文件的内容加载到参数服务器 -->
    <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(find demo02_urdf_gazebo)/urdf/xacro/my_base_camera_laser.urdf.xacro" />
    <!-- 启动 gazebo -->
    <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch">
        <arg name="world_name" value="$(find demo02_urdf_gazebo)/worlds/hello.world" />
    </include>

    <!-- 在 gazebo 中显示机器人模型 -->
    <node pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" name="model" args="-urdf -model mycar -param robot_description"  />
</launch>

核心代码: 启动 empty_world 后，再根据arg加载自定义的仿真环境

<include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch">
    <arg name="world_name" value="$(find demo02_urdf_gazebo)/worlds/hello.world" />
</include>

3.自定义仿真环境

3.1 启动 gazebo 打开构建面板，绘制仿真环境

3.2 保存构建的环境

点击: 左上角 file ---> Save (保存路径功能包下的: models)

然后 file ---> Exit Building Editor

3.3 保存为 world 文件

可以像方式1一样再添加一些插件，然后保存为 world 文件(保存路径功能包下的: worlds)

3.4 启动

同方式1

4.使用官方提供的插件

当前 Gazebo 提供的仿真道具有限，还可以下载官方支持，可以提供更为丰富的仿真实现，具体实现如下:

4.1 下载官方模型库

git clone https://github.com/osrf/gazebo_models

之前是:hg clone https://bitbucket.org/osrf/gazebo_models但是已经不可用

注意: 此过程可能比较耗时

4.2 将模型库复制进 gazebo

将得到的gazebo_models文件夹内容复制到 /usr/share/gazebo-*/models

4.3 应用

重启 Gazebo，选择左侧菜单栏的 insert 可以选择并插入相关道具了

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