小编点评

本文将指导您如何在Ubuntu 18.04上使用ROS Melodic搭建松灵机器人Scout mini小车的仿真环境，并通过Gazebo进行仿真。我们将分为以下几个步骤： 1. 环境准备 a. 安装依赖库 b. 下载仿真模型功能包 c. 创建工作空间并初始化 2. 仿真小车验证 a. 运行仿真模型 b. 在RVIZ中展示仿真 c. 在Gazebo中展示仿真 3. 添加自定义传感器 a. 编辑URDF文件 b. 插入自定义传感器 4. 撰写传感器插件配置 完成以上步骤后，您将能够在仿真环境中对松灵机器人Scout mini小车进行测试和控制。 **环境准备** a. 安装依赖库 ```bash sudo apt-get install ros-melodic-ros-control sudo apt-get install ros-melodic-ros-controllers sudo apt-get install ros-melodic-gazebo-ross sudo apt-get install ros-melodic-gazebo-ros-control sudo apt-get install ros-melodic-joint-state-publisher-gui sudo apt-get install ros-melodic-teleop-twist-keyboard ``` b. 下载仿真模型功能包 将以下链接中的三个文件复制到`scout_description`文件夹中： ``` https://github.com/agilexrobotics/ugv_gazebo_sim/tree/master/scout ``` c. 创建工作空间并初始化 ```bash mkdir -p scout_ws/srccd cd scout_ws catkin_init_workspace ``` **仿真小车验证** a. 运行仿真模型 ```bash roslaunch scout_description display_scout_mini.launch ``` b. 在RVIZ中展示仿真 ```bash roslaunch scout_description display_mini_models.launch ``` c. 在Gazebo中展示仿真 ```bash roslaunch scout_gazebo_sim scout_empty_world.launch ``` **添加自定义传感器** a. 编辑URDF文件 在`scout_description/urdf`文件夹中，找到`sensors`标签，然后添加以下内容： ```xml ``` b. 插入自定义传感器 在`sensors`标签内，添加一个名为`general_camera`的摄像头： ```xml ``` c. 传感器插件配置 在`scout_description/urdf`文件夹中，找到`sensor_config`标签，然后添加以下内容： ```xml 30 ``` d. 传感器插件配置 在`scout_description/urdf`文件夹中，找到`sensor_plugin_config`标签，然后添加以下内容： ```xml true 36.0 sensor_camera image_raw camera_info sensor_camera 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ``` 完成以上操作后，使用以下命令重新加载URDF模型： ```bash roslaunch scout_description display_mini_models.launch ``` 现在，您应该可以在仿真环境中看到自定义的摄像头模型。

正文

松灵机器人Scout mini小车仿真指南

之前介绍了如何通过CAN TO USB串口实现用键盘控制小车移动。但是一直用小车测试缺乏安全性。而松灵官方贴心的为我们准备了gazebo仿真环境，提供了完整的仿真支持库，本文将介绍如何上手使用仿真。

官方仓库地址：https://github.com/agilexrobotics/ugv_gazebo_sim

1.仿真环境准备

整个功能包介绍

├── scout_control ：该文件夹是小车仿真控制器功能包
├── scout_description ：该文件夹是模型文件功能包
└── scout_gazebo_sim ：该文件夹是gazebo模拟功能包

安装相关功能包依赖

所采用的开发环境是Ubuntu18.04+ROS Melodic

下载所需要的功能包

sudo apt-get install ros-melodic-ros-control
sudo apt-get install ros-melodic-ros-controllers
sudo apt-get install ros-melodic-gazebo-ros
sudo apt-get install ros-melodic-gazebo-ros-control
sudo apt-get install ros-melodic-joint-state-publisher-gui 
sudo apt-get install ros-melodic-teleop-twist-keyboard 

新建工作空间并初始化

打开一个新终端，创建一个名为scout_ws的工作区，并初始化:

mkdir -p scout_ws/src
cd scout_ws/src
catkin_init_workspace

下载对应的仿真模型功能包。本文采用的是scout mini。需要将https://github.com/agilexrobotics/ugv_gazebo_sim/tree/master/scout下的三个文件复制到src目录中

git clone https://github.com/agilexrobotics/ugv_gazebo_sim/tree/master/scout

正常编译

cd ..
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y
caktin_make

2.仿真小车验证

进入scout_ws工作空间，运行系列车仿真模型，display_xxxx.launch 为不同车型在rviz仿真展示。scout_xxxx.launch为不同车型在gazebo模拟环境中展示。

source devel/setup.bash
roslaunch scout_description display_scout_mini.launch 

source devel/setup.bash
roslaunch scout_gazebo_sim scout_empty_world.launch

如果想使用playgen地图，需要提取补全gazebo里面的models文件，不然会一直黑屏

3.添加自定义传感器

官方给定的只有小车底座，没有现成的传感器。在实际使用过程中，可以自定义一系列传感器。
scout系列车型的urdf描述文件位于scout_description/urdf中，在使用过程中，并未直接使用urdf进行描述，而是从xacro(xml xacro)描述文件中生成urdf信息。便于我们像编程一样复用urdf节点以及相关拆分组件等功能。

如果不了解xacro 可以参考xacro语法说明: http://wiki.ros.org/xarc

自定义简易摄像头

首先在scout_description/urdf中添加一个名为universal_sensor_adder.xacro的文件，其中保存内容如下:

<?xml version="1.0"?>
<!-- 
Author: AnthonySuen
Date: 2020-4-8
-->
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="universal_sensor_adder">
    <!-- 用于生成一个新的传感器节点, 
    x_offset y_offset z_offset r p y对应于传感器和 base_link 的相对位置
    sensor_config 为传感器的配置信息
    sensor_plugin_config 为 gazebo 相关插件的配置内容 -->
    <xacro:macro name="add_sensor" params="sensor_name type x_offset y_offset z_offset r p y **sensor_config **sensor_plugin_config">
        <link name="sensor_${sensor_name}">
            <!-- 配置传感器视觉信息 -->
            <visual>
                <geometry>
                    <box size="0.03 0.05 0.05"/>
                </geometry>
                <material name="red">
                    <color rgba="1.0 0.0 0.0 1.0"/>
                </material>
            </visual>
            <!-- 配置碰撞体积, 为gazebo仿真使用 -->
            <collision>
                <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
                <geometry>
                    <box size="0.03 0.05 0.05"/>
                </geometry>
            </collision>
            <!-- 配置惯性矩阵, 用于 gazebo 仿真,这里我假设传感器很轻很小 -->
            <inertial>
                <origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
                <mass value="1e-5"/>
                <inertia ixx="1e-6" ixy="1e-6" ixz="1e-6" iyy="1e-6" iyz="1e-6" izz="1e-6"/>
            </inertial>
        </link>
        <!-- 配置关节信息, 这里我默认传感器是固定在车上的 -->
        <joint name="sensor_${sensor_name}_joint" type="fixed">
            <parent link="base_link"/>
            <child link="sensor_${sensor_name}"/>
            <origin xyz="${x_offset} ${y_offset} ${z_offset}" rpy="${r} ${p} ${y}"/>
        </joint>
        <!-- gazebo 配置仿真配置部分 -->
        <gazebo reference="sensor_${sensor_name}">            <!-- 此部分要与 传感器 link 名称保持一致 -->
            <sensor name="${sensor_name}" type="${type}">
                <!-- 这里会插入传感器自身配置信息和相关插件的配置内容 -->
                <xacro:insert_block name="sensor_config"/>
                <xacro:insert_block name="sensor_plugin_config"/>
            </sensor>
        </gazebo>
    </xacro:macro>
</robot>

在使用过程中删除中文注释，xacro无法解析非ascii 字符！

编辑empty.urdf文件，修改内容如下：

<?xml version="1.0"?>
<!-- 
Author: AnthonySuen
Date: 2020-4-8
-->
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="sensors">

  <!-- 加载我们之前编写的文件，之后可以使用其中相关内容 -->
  <xacro:include filename="$(find scout_description)/urdf/universal_sensor_adder.xacro" />
  <!-- 使用我们编写的函数，填入相关参数 -->
  <xacro:add_sensor sensor_name="camera" type="camera" x_offset="0.1" y_offset="0.0" z_offset="0.085" r="0.0" p="0.0" y="0.0">
  <!-- 这部分会替换 <xacro:insert_block name="sensor_config"/> 中的内容 -->
    <sensor_config>
      <update_rate>30</update_rate>
      <camera name="general_camera">
        <image width="640" height="480" hfov="1.5708" format="RGB8" near="0.01" far="50.0"/>
      </camera>
    </sensor_config>
    <!-- 这部分会替换 <xacro:insert_block name="sensor_plugin_config"/> 中的内容 -->
    <sensor_plugin_config>
      <plugin name="general_camera_controller" filename="libgazebo_ros_camera.so">
        <alwaysOn>true</alwaysOn>
        <updateRate>36.0</updateRate>
        <cameraName>sensor_camera</cameraName>
        <imageTopicName>image_raw</imageTopicName>
        <cameraInfoTopicName>camera_info</cameraInfoTopicName>
        <frameName>sensor_camera</frameName> <!-- 需要与 传感器 link 名称保持一致 -->
        <hackBaseline>0.1</hackBaseline>
        <distortionK1>0.0</distortionK1>
        <distortionK2>0.0</distortionK2>
        <distortionK3>0.0</distortionK3>
        <distortionT1>0.0</distortionT1>
        <distortionT2>0.0</distortionT2>
      </plugin>
    </sensor_plugin_config>
  </xacro:add_sensor>
</robot>

在使用过程中删除中文注释，xacro无法解析非ascii 字符！

之后再运行RIVZ查看修改后的模型

roslaunch scout_description display_mini_models.launch