三 机器人仿真软件Gazebo介绍

ROS教程

这是小弟的学习笔记,有错求请拍,多指教,谢谢

三 机器人仿真软件Gazebo介绍

Gazebo功能

1.构建机器人运动仿真模型

在Gazebo里,提供了最基础的三个物体,球体,圆柱体,立方体,利用这三个物体以及它们的伸缩变换或者旋转变换,可以设计一个最简单的机器人三维仿真模型。更加地,Gazebo提供了CAD,Blender等各种2D,3D设计软件的接口,可以导入这些图纸让Gazebo的机器人模型更加真实,这些之后会详细介绍。同时,Gazebo提供了机器人的运动仿真,通过Model Editor下的plugin,来添加我们需要验证的算法文件,就可以在Gazebo里对机器人的运动进行仿真

2.构建现实世界各种场景的仿真模型

Gazebo可以建立一个用来测试机器人的仿真场景,通过添加物体库,放入垃圾箱,雪糕桶,甚至是人偶等物体来模仿现实世界,还可以通过Building Editor,添加2D的房屋设计图,在设计图基础上构建出3D的房屋

3.构建传感器仿真模型

Gazebo拥有一个很强大的传感器模型库,包括camera,depth camera,laser,imu等机器人常用的传感器,并且已经有模拟库,已经可以直接使用,也可以自己从0创建一个新的传感器,添加它的具体参数,甚至还可以添加传感器噪声模型,让传感器更加真实

4.为机器人模型添加现实世界的物理性质

Gazebo里有force,physics的选项,可以为机器人添加例如重力,阻力等,Gazebo有一个很接近真实的物理仿真引擎,要记得一般的地面是没有阻力的,和现实世界有区别

Gazebo安装

1.注意

如果是安装了full版本的ROS,是不需要再安装Gazebo的,检查自己是否安装了Gazebo的方法:
1)在搜索栏输入“Gazebo”查找;
2)通过命令行查找,可以查找Gazebo是否已经安装,并且查看版本号,建议安装最新版本

如果安装了旧版本的Gazebo,应该先卸载再安装新版本,现在最新版本是Gazebo8,可以通过Gazebo官网查看最新版本Gazebo8

卸载旧版本Gazebo的方法:
1)通过Ubuntu软件管理中心卸载

这里写图片描述

2)命令行方法
查找与Gazebo相关的软件包

这里写图片描述

2)创建模型界面
将鼠标移至左上角,会看到有Edit选项

这里写图片描述

模型界面

这里写图片描述

参考网址
Gazebo/tutorials/2

2.操作

鼠标操作方法,这里用了Gazebo官网的图,一般常用的就是“shift+鼠标左键”转换视角,“鼠标左键”平移视角,“滚轮”缩放大小

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一个模型的创建,主要包括里四个方面:
“Models”指的是从模型库添加的模型,是已经构建好的物体,具有一定功能和外观的,例如传感器,房屋,车体,车轮等
“Model Plugins”指的是关于目前正在创建的模型的一些功能描述信息
“Links”指当前通过球体/圆柱/立方体创建的物体
“Joints”指各个物体之间的连接关节

2.创建步骤

1)进入“Model Editor”模型编辑界面
2)创建车体
通过基础图形来创建一个简单的二轮差分运动模型

这里写图片描述

点击“Visual”和“Collision”,修改Geometry,把半径和厚度改成自己需要的大小,本模型将厚度改成0.1m,保持半径大小不变

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复制出4根支柱,暂时放在任意位置

4)创建顶层板
复制第二步创建的车体底盘,暂时放在任意位置

5)连接部件
点击顶部的“Joint”,打开节点编辑器,点击父物体,再点击子物体,即可创建一个节点。
父物体是带动子物体运动的,所以应该以底盘为父级,支柱为子级

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留意黄色框,试一下改变每一个轴的Reverse选项

7)重复操作,按照关节类型为Fixed的方法,连接剩下的零件
注意,要把顶层板和四个支柱都连接在一起,其实Fixed的作用就相当于螺丝,把零件连接在一起,只有这样才能保证仿真的真实性

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更改半径,厚度
这里写图片描述
重复该步骤创建另一边的车轮,留意车轮是否着地。通过目测是十分困难的,最好是写下每个零件的半径,厚度等参数,通过计算得出车轮是否着地

10)创建万向轮
在简易模型里,我们可以直接用球体来代替万向轮, 其实在现实生活中,万向轮大多也是球体
尝试一下计算,看看球体万向轮的半径要多大,才能让球体紧贴地面,并且着地时高度不超过底盘/p>

答案是 :底盘的Z坐标/2

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重复建立一个万向轮模型
这里写图片描述
http://gazebosim.org/models/是官方的模型库,打开并找到深度摄像头“Depth camera”,拖拽到面板中。最好直接拖拽到红色的轴线上

2)安装传感器
在安装传感器到车体上的时候并不能用Align links快速调整位置的方法,需要自己手动移动,望大神指导如何准确移动。这个时候要很小心,因为容易误点了其他零件导致不必要的移动
把深度摄像头移动到车顶,然后用Fixed类型的节点让车体与摄像头连接

这里写图片描述
“Plugin name”一定是独立的,不能出现重复,这个可以自己定义
“Filename”是链接文件的名称,一般是链接一些动态库,有关动态库的笔记之后学到了再写
因为libFollowerPlugin.so动态库并没有要求输入什么参数,所以“Innerxml”不需要填写

4.保存并退出

将鼠标移动到左上角,点击“FIle”,进行保存和退出操作

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参考网址
Gazebo/tutorials/3

来源:kevin_chan04

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