三机器人仿真软件Gazebo介绍

kevin_chan04

分类：ROS

发布时间 2021.09.14阅读数 8671 评论数 1

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$ dpkg -l|grep gazebo，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

2）命令行方法
查找与Gazebo相关的软件包
$ dpkg --get-selections | grep gazebo

在不记得软件具体名称以及它的各个附带软件时，可以通过该命令来查找

卸载命令$ sudo apt-get remove gazebo7
但是要把与之相关的软件，附加项都卸载，比较麻烦，可以通过autoremove一次性卸载所有相关的软件
$ sudo apt-get autoremove gazebo7

2.安装Gazebo的方法

1）通过安装脚本来安装
从官网的教程来看，通过sh脚本来安装是最方便的，脚本是linux系统里一个比较方便的工具，就像ROS里的launch文件一样，sh文件启动后，会自动执行脚本设定好的工作，下边是官网推荐的通过脚本安装的具体步骤：
点击下载安装脚本 install.sh脚本下载地址
通常来说，下载的文件会放在文件目录~/home/下载/ 下，通过命令行
$ cd 下载 进入文件夹目录
运行脚本文件$ sh gazebo8_install.sh 有时需要管理员权限，则加上sudo 即可

2）注意，不建议完全照搬官网的安装步骤，因为下载脚本文件的文件夹有区别

参考网址
Gazebo/tutorials/1

Gazebo界面与操作

1.界面

1）初始界面

2）创建模型界面
将鼠标移至左上角，会看到有Edit选项

点击Model Editor选项

模型界面

节点/关节创建界面

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

键盘的快捷键有很多，值得自己去发掘，但要谨记，在创建模型的时候，“ctrl+z”的撤回键是不能用的，所以每次操作完成之后，最好按以下“esc”键退出当前操作至选择物体模式，这样会避免误点

用Gazebo创建第一个机器人模型

1.机器人模型在Gazebo中需要的结构

我们可以在“Model Editor”界面下看到

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

拖拽一个圆柱体到面板中，并双击圆柱体，打开“Link Inspector”编辑物体属性

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

“Visual”是该物体的外观
“Collision”是物体的实际性质，在仿真引擎中调用的参数

因为作为车体底盘，所以尽量把第一块模型的x，y，z坐标调整至坐标轴上，方便以后对于其他物体的调整。在“Link”标签中，滑动到最低，会看到有一个“Pose”标签，这个就是调整物体的坐标还有偏转角度的
因为要配合车轮的位置，所以在这个时候应该根据车轮的半径，来确定底盘的z坐标。车轮拟定半径0.2m，所以底盘的z坐标也调整至0.2m，可以方便以后的工作

谨记，所有的长度，坐标，都是根据物体中心或中线来确定的

3）创建支柱
按照上边的步骤添加圆柱，并修改参数。半径为0.02m，厚度为0.4m