博客

在ROS中有3个可以模拟机器人的模拟器软件：

Gazebo
Stage
ArbotiX(就是RVIz)

你可以任选一个：

Gazebo是一个仿真环境（平台），可以进行三维机器人动力学仿真等，够模拟复杂和现实的环境中关节型机器人,很强大。可以模拟出完整的现实世界，但是软件使用起来比较复杂。

Stage：简单的2D模拟器，可以管理多个机器人和各种传感器，比如激光传感器。

ArbotiX：它就是Rviz，它跟Gazebo软件比较，它不能模拟物理现象和没有传感器反馈。

准备工作: 创建工作空间


1.安装gazebo

sudo apt-get install ros-kinetic-simulators

2.运行 Gazebo


首先配置环境变量

source /opt/ros/kinetic/setup.bash

运行


1) empty_world.launch

roslaunch gazebo_ros empty_world.launch

  <arg name="paused" default="false"/>  
  <arg name="use_sim_time" default="true"/>  
  <arg name="extra_gazebo_args" default=""/>  
  <arg name="gui" default="true"/>  
  <arg name="headless" default="false"/>  
  <arg name="debug" default="false"/>  
  <arg name="physics" default="ode"/>  
  <arg name="verbose" default="false"/>  
  <arg name="world_name" default="worlds/empty.world"/>    

或者直接用

gazebo

即可打开

仿真开始出现如下界面

3 添加一些东西上去

如图，添加了两个球体和一个圆柱以及一个正方体。


4 基本工具介绍



1)移动工具

2)旋转工具

3)缩放工具

4)或者使用ctrl+B来进行地图编辑

5 按照ROS的教程



a)写一个urdf的模型文件


使用终端，建立并编辑urdf文件

写入代码：

    <robot name="simple_box">  
      <link name="my_box">  
        <inertial>  
          <origin xyz="2 0 0" />  
          <mass value="1.0" />  
          <inertia  ixx="1.0" ixy="0.0"  ixz="0.0"  iyy="100.0"  iyz="0.0"  izz="1.0" />  
        </inertial>  
        <visual>  
          <origin xyz="2 0 1"/>  
          <geometry>  
            <box size="1 1 2" />  
          </geometry>  
        </visual>  
        <collision>  
          <origin xyz="2 0 1"/>  
          <geometry>  
            <box size="1 1 2" />  
          </geometry>  
        </collision>  
      </link>  
      <gazebo reference="my_box">  
        <material>Gazebo/Blue</material>  
      </gazebo>  
    </robot>  

使用roslaunch命令打开gazebo：

roslaunch gazebo_ros empty_world.launch 

接下来使用rosrun命令将前面写的urdf文件放进去(记得先用终端cd到你放置urdf文件的路径下)：

(到此为止,共打开三个终端,一个roscore,一个用来开启gazebo,一个运行urdf)

rosrun gazebo_ros spawn_model -file `pwd`/object.urdf -urdf -z 1 -model my_object  

运行结束之后，会发现你的gazebo多了一个蓝色的物体，如图：




b)使用roslaunch命令为模拟器中添加一张桌子


首先，使用终端，进入到gazebo_ros文件夹下。

cd /opt/ros/kinetic/share/gazebo_ros

建立一个objects文件夹,这里主要用来储存后续的模型文件

sudo mkdir objects  

然后，使用终端，进入到gazebo_ros下launch文件夹下。

cd /opt/ros/kinetic/share/gazebo_ros/launch  

创建一个table.launch文件

sudo gedit table.launch  

将以下代码复制进去

roslaunch gazebo_ros table.launch  

但是终端会提示错误，解决:

a . 首先，你缺少了一个模型文件，即table的模型文件，我们使用的launch文件只是添加模型，但模型的具体文件不存在，需要我们手动建立。

我们进入到前面建立的objects文件夹下，建立一个名为table.urdf.xacro格式的文件

cd /opt/ros/indigo/share/gazebo_ros/objects 

sudo gedit table.urdf.xacro 

代码:

    <?xml version="1.0"?>  
    <robot name="table"  
           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"  
           xmlns:gazebo="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#gz"  
           xmlns:model="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#model"  
           xmlns:sensor="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#sensor"  
           xmlns:body="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#body"  
           xmlns:geom="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#geom"  
           xmlns:joint="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#joint"  
           xmlns:interface="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#interface"  
           xmlns:rendering="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#rendering"  
           xmlns:renderable="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#renderable"  
           xmlns:controller="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#controller"  
           xmlns:physics="http://playerstage.sourceforge.net/gazebo/xmlschema/#physics">  

      <property name="table_height" value="0.55" />  
      <property name="table_width" value="1.0" />  
      <property name="table_depth" value="2.0" />  
      <property name="leg_radius" value="0.02" />  
      <property name="table_x" value="0.98" />  
      <property name="table_y" value="0.0" />  
      <property name="table_z" value="0.0" />  

      <property name="table_top_thickness" value="0.05"/>  

      <property name="M_PI" value="3.1415926535897931" />  


      <!-- tabletop height is .55+.01+.025=.585 -->  
      <link name="table_top_link">  
        <inertial>  
          <mass value="1.0" />  
          <origin xyz="${table_x} ${table_y} ${table_z+table_height-table_top_thickness/2}" />  
          <inertia ixx="1" ixy="0"  ixz="0"  
                   iyy="1" iyz="0"  
                   izz="1" />  
        </inertial>   
        <visual>  
          <origin xyz="${table_x} ${table_y} ${table_z+table_height-table_top_thickness/2}" />  
          <geometry>  
            <box size="${table_width} ${table_depth} ${table_top_thickness}" />  
          </geometry>  
        </visual>   
        <collision>  
          <origin xyz="${table_x} ${table_y} ${table_z+table_height-table_top_thickness/2}" />  
          <geometry>  
            <box size="${table_width} ${table_depth} ${table_top_thickness}" />  
          </geometry>  
        </collision>  
      </link>  
      <gazebo reference="table_top_link">  
        <material>Gazebo/Wood</material>  
        <mu1>50.0</mu1>  
        <mu2>50.0</mu2>  
        <kp>1000000.0</kp>  
        <kd>1.0</kd>  
      </gazebo>  

      <joint name="leg1_joint" type="fixed" >  
        <parent link="table_top_link" />  
        <origin xyz="${table_x+table_width/2} ${table_y+table_depth/2} ${table_z+table_height}" rpy="0 0 0" />  
        <child link="leg1_link" />  
      </joint>   
      <link name="leg1_link">  
        <inertial>  
          <mass value="1.0" />  
          <origin xyz="0 0 ${-table_height/2}" />  
          <inertia ixx="0.1" ixy="0"  ixz="0"  
                   iyy="0.1" iyz="0"  
                   izz="0.01" />  
        </inertial>   
        <visual>  
          <origin xyz="0.0 0.0 ${-table_height/2}" rpy="0 0 0" />  
          <geometry>  
            <cylinder radius="${leg_radius}" length="${table_height}" />  
          </geometry>  
        </visual>   
        <collision>  
          <origin xyz="0.0 0.0 ${-table_height/2}" rpy="0.0 0.0 0.0" />  
          <geometry>  
            <cylinder radius="${leg_radius}" length="${table_height}" />  
          </geometry>  
        </collision>  
      </link>  
      <gazebo reference="leg1_link">  
        <material>Gazebo/Red</material>  
        <mu1>1000.0</mu1>  
        <mu2>1000.0</mu2>  
        <kp>10000000.0</kp>  
        <kd>1.0</kd>  
        <selfCollide>true</selfCollide>  
      </gazebo>  

      <joint name="leg2_joint" type="fixed" >  
        <parent link="table_top_link" />  
        <origin xyz="${table_x-table_width/2} ${table_y+table_depth/2} ${table_z+table_height}" rpy="0 0 0" />  
        <child link="leg2_link" />  
      </joint>   
      <link name="leg2_link">  
        <inertial>  
          <mass value="1.0" />  
          <origin xyz="0 0 ${-table_height/2}" />  
          <inertia ixx="0.1" ixy="0"  ixz="0"  
                   iyy="0.1" iyz="0"  
                   izz="0.01" />  
        </inertial>   
        <visual>  
          <origin xyz="0.0 0.0 ${-table_height/2}" rpy="0 0 0" />  
          <geometry>  
            <cylinder radius="${leg_radius}" length="${table_height}" />  
          </geometry>  
        </visual>   
        <collision>  
          <origin xyz="0.0 0.0 ${-table_height/2}" rpy="0.0 0.0 0.0" />  
          <geometry>  
            <cylinder radius="${leg_radius}" length="${table_height}" />  
          </geometry>  
        </collision>  
      </link>  
      <gazebo reference="leg2_link">  
        <material>Gazebo/Red</material>  
        <mu1>1000.0</mu1>  
        <mu2>1000.0</mu2>  
        <kp>10000000.0</kp>  
        <kd>1.0</kd>  
        <selfCollide>true</selfCollide>  
      </gazebo>  

      <joint name="leg3_joint" type="fixed" >  
        <parent link="table_top_link" />  
        <origin xyz="${table_x+table_width/2} ${table_y-table_depth/2} ${table_z+table_height}" rpy="0 0 0" />  
        <child link="leg3_link" />  
      </joint>   
      <link name="leg3_link">  
        <inertial>  
          <mass value="1.0" />  
          <origin xyz="0 0 ${-table_height/2}" />  
          <inertia ixx="0.1" ixy="0"  ixz="0"  
                   iyy="0.1" iyz="0"  
                   izz="0.01" />  
        </inertial>   
        <visual>  
          <origin xyz="0.0 0.0 ${-table_height/2}" rpy="0 0 0" />  
          <geometry>  
            <cylinder radius="${leg_radius}" length="${table_height}" />  
          </geometry>  
        </visual>   
        <collision>  
          <origin xyz="0.0 0.0 ${-table_height/2}" rpy="0.0 0.0 0.0" />  
          <geometry>  
            <cylinder radius="${leg_radius}" length="${table_height}" />  
          </geometry>  
        </collision>  
      </link>  
      <gazebo reference="leg3_link">  
        <material>Gazebo/Red</material>  
        <mu1>1000.0</mu1>  
        <mu2>1000.0</mu2>  
        <kp>10000000.0</kp>  
        <kd>1.0</kd>  
        <selfCollide>true</selfCollide>  
      </gazebo>  

      <joint name="leg4_joint" type="fixed" >  
        <parent link="table_top_link" />  
        <origin xyz="${table_x-table_width/2} ${table_y-table_depth/2} ${table_z+table_height}" rpy="0 0 0" />  
        <child link="leg4_link" />  
      </joint>   
      <link name="leg4_link">  
        <inertial>  
          <mass value="1.0" />  
          <origin xyz="0 0 ${-table_height/2}" />  
          <inertia ixx="0.1" ixy="0"  ixz="0"  
                   iyy="0.1" iyz="0"  
                   izz="0.01" />  
        </inertial>   
        <visual>  
          <origin xyz="0.0 0.0 ${-table_height/2}" rpy="0 0 0" />  
          <geometry>  
            <cylinder radius="${leg_radius}" length="${table_height}" />  
          </geometry>  
        </visual>   
        <collision>  
          <origin xyz="0.0 0.0 ${-table_height/2}" rpy="0.0 0.0 0.0" />  
          <geometry>  
            <cylinder radius="${leg_radius}" length="${table_height}" />  
          </geometry>  
        </collision>  
      </link>  
      <gazebo reference="leg4_link">  
        <material>Gazebo/Red</material>  
        <mu1>1000.0</mu1>  
        <mu2>1000.0</mu2>  
        <kp>10000000.0</kp>  
        <kd>1.0</kd>  
        <selfCollide>true</selfCollide>  
      </gazebo>  
      <gazebo>  
        <static>true</static>  
        <canonicalBody>table_top_link</canonicalBody>  
      </gazebo>  


    </robot>  

运行roslaunch gazebo_ros table.launch,还是有错

b . 修改table.launch文件

将table.launch的代码中的这句

    <param name="table_description" command="$(find xacro)/xacro.py $(find gazebo_worlds)/objects/table.urdf.xacro" /> 

替换为

    <param name="table_description" command="$(find xacro)/xacro.py $(find gazebo_ros)/objects/table.urdf.xacro" /> 

原因是因为我们使用的indigo版本对应的文件夹名称为gazebo_ros而非gazebo_worlds

保存退出，然后你发现运行roslaunch gazebo_ros table.launch

还是报错:

ERROR:cannot launch node of type [gazebo/spawn_model]: gazebo


原来是在已经运行的节点名称不对，找不到这个gazebo名字啊

熟悉ros的朋友这会估计已经可以自己解决了，跳过c）也能自己正常做到了

好的，我们根据这个，找到我们前面打开的empty_worlds.launch这个文件

发现其中尾部有一句关键句为：好的，我们根据这个，找到我们前面打开的empty_worlds.launch这个文件

发现其中尾部有一句关键句为：

<node name="gazebo" pkg="gazebo_ros" type="$(arg script_type)" respawn="false" output="screen"  
rgs="$(arg command_arg1) $(arg command_arg2) $(arg command_arg3) -e $(arg physics) $(arg extra_gazebo_args) $(arg world_name)" />  

我们可以看到，pkg=“gazebo_ros”

而table.launch文件对应的为:

   <node name="spawn_table" pkg="gazebo" type="spawn_model" args="-urdf -param table_description -z 0.01 -model table_model" respawn="false" output="screen" />  

发现不同，原来这里pkg=”gazebo”

c . 将pkg改正过来

我们再次编辑table.launch文件，将这段代码：

    <node name="spawn_table" pkg="gazebo" type="spawn_model" args="-urdf -param table_description -z 0.01 -model table_model" respawn="false" output="screen" />  

替换为：

    <node name="spawn_table" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-urdf -param table_description -z 0.01 -model table_model" respawn="false" output="screen" />  

然后保存关闭。

那么ros kinetic 版本下，正确的table.launch文件代码全文如下：

    <launch>  
      <!-- send table urdf to param server -->  
      <param name="table_description" command="$(find xacro)/xacro.py $(find gazebo_ros)/objects/table.urdf.xacro" />  

      <!-- push table_description to factory and spawn robot in gazebo -->  
      <node name="spawn_table" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-urdf -param table_description -z 0.01 -model table_model" respawn="false" output="screen" />  
    </launch>  

终端中运行正确的launch文件

 roslaunch gazebo_ros table.launch  

然后你会看到你的gazebo模拟器中，出现了如图所示的一张桌子：

我这开始也不行 因为我以为蓝色柱子和桌子并不是一个整体呢……嗖嘎~OK 关于urdf,rviz,gazebo的入门已结束,明天得开始机械臂的正式仿真了,不然本周任务又完成不了~

6 使用launch文件导入多个模型

为了方便，我们把这两个物体写到一个launch文件中，一次性运行可以导入两个；

首先，把最开始写的object.urdf复制到 /opt/ros/kinetic/share/gazebo_ros/objects路径下,然后到launch文件夹下建立all.launch文件

sudo cp ~/catkin_ws/src/smartcar/urdf/object.urdf  /opt/ros/kinetic/share/gazebo_ros/objects

sudo gedit all.launch  

    <launch>  
      <!-- send table urdf to param server -->  
      <param name="table_description" command="$(find xacro)/xacro.py $(find gazebo_ros)/objects/table.urdf.xacro" />  
      <param name="box_description" textfile="$(find gazebo_ros)/objects/object.urdf" />  

      <!-- push table_description to factory and spawn robot in gazebo -->  
      <node name="spawn_table" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-urdf -param table_description -z 0.01 -model table_model" respawn="false" output="screen" />  
      <node name="spawn_box" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-urdf -param box_description -z 0.01 -model box_model" respawn="false" output="screen" />  
    </launch>  

保存并关闭

运行all.launch文件

roslaunch gazebo_ros all.launch 

你就会看到你的两个物体先后生成到模拟器中，但要注意，如果你的模拟器中已经存在了这两个物体，那么不会重新添加，因为节点信息已经存在了。