ros2, gazebo, sdf, ubuntu

如何在Gazebo中制作一个移动机器人(ROS2 Foxy/Rolling)

Posted by Mu Wenfeng on 2021-04-20

前置条件

  • Linux环境：Ubuntu 20.04

  • 安装ROS2：foxy或者rolling，尽量安装最新版

    参考链接：https://www.ros.org/install/

  • 安装gazebo：目前最新的是11版

    参考链接：

Model目录的建立

  1. 创建model文件夹

    mkdir -p ~/.gazebo/model/my_robot

  2. 创建一个model config文件

    gedit ~/.gazebo/models/my_robot/model.config

    向文件中添加以下内容

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    <?xml version="1.0"?>
    <model>
      <name>My Robot</name>
      <version>1.0</version>
      <sdf version='1.4'>model.sdf</sdf>
     
      <author>
       <name>My Name</name>
       <email>me@my.email</email>
      </author>
     
      <description>
        My awesome robot.
      </description>
    </model>

  3. 创建model.sdf文件，该文件提供了创建一个机器人模型实例所需要的标签

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    gedit ~/.gazebo/models/my_robot/model.sdf

    向上述文件中添加以下内容

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    <?xml version='1.0'?>
    <sdf version='1.4'>
      <model name="my_robot">
      </model>
    </sdf>

创建模型（model）

  1. 创建机器人的主体

    1-add-static-tagJPG

    在创建机器人的时候，我们希望Gazebo的physics engine能够忽略这个机器人，那么在标签下添加

    true，如上图

    接着，在true标签下，添加以下内容

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    <link name='chassis'>
      <pose>0 0 .1 0 0 0</pose>
     
      <collision name='collision'>
        <geometry>
          <box>
            <size>.4 .2 .1</size>
          </box>
        </geometry>
      </collision>
     
      <visual name='visual'>
        <geometry>
          <box>
            <size>.4 .2 .1</size>
          </box>
        </geometry>
      </visual>
    </link>

    最终model.sdf如下

    image-20210421114021426

    这样我们就创建了一个box，它的名字(link name)是‘chassis’

  2. chassis的pose标签

    • pose代表的是chassis几何中心的位置（x = 0 meters， y = 0 meters, z = .01meters）以及它的姿态（roll = 0 radians, pitch = 0 radians, yaw = 0 radians）。
      • roll：绕x轴旋转
      • pitch：绕y轴旋转
      • yaw：绕z轴旋转

  3. collision标签和visusal标签

    • collision定义了几何形状，它将被Gazebo的collision detection engine所使用。
    • visual定义了机器人的显示形状，它将被Gazebo的rendering engine所使用
    • 大多数情况下这两个tag是一直的

  4. 添加一个caster wheel

    • caster wheel将被设计为一个半径0.05米的圆球

    • 编辑model.sdf文件，添加如下内容（在第一个之后，之前）

      gedit ~/.gazebo/models/my_robot/model.sdf

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      <collision name='caster_collision'>
        <pose>-0.15 0 -0.05 0 0 0</pose>
        <geometry>
            <sphere>
            <radius>.05</radius>
          </sphere>
        </geometry>
       
        <surface>
          <friction>
            <ode>
              <mu>0</mu>
              <mu2>0</mu2>
              <slip1>1.0</slip1>
              <slip2>1.0</slip2>
            </ode>
          </friction>
        </surface>
      </collision>
       
      <visual name='caster_visual'>
        <pose>-0.15 0 -0.05 0 0 0</pose>
        <geometry>
          <sphere>
            <radius>.05</radius>
          </sphere>
        </geometry>
      </visual>

  5. 添加左轮和右轮

    • 编辑model.sdf文件（在之后，之前），添加以下内容

      gedit ~/.gazebo/models/my_robot/model.sdf

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      <link name="left_wheel">
         <pose>0.1 0.13 0.1 0 1.5707 1.5707</pose>
         <collision name="collision">
           <geometry>
             <cylinder>
               <radius>.1</radius>
               <length>.05</length>
             </cylinder>
           </geometry>
         </collision>
         <visual name="visual">
           <geometry>
             <cylinder>
               <radius>.1</radius>
               <length>.05</length>
             </cylinder>
           </geometry>
         </visual>
       </link>
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      <link name="right_wheel">
          <pose>0.1 -0.13 0.1 0 1.5707 1.5707</pose>
          <collision name="collision">
            <geometry>
              <cylinder>
                <radius>.1</radius>
                <length>.05</length>
              </cylinder>
            </geometry>
          </collision>
          <visual name="visual">
            <geometry>
              <cylinder>
                <radius>.1</radius>
                <length>.05</length>
              </cylinder>
            </geometry>
          </visual>
        </link>

  6. 添加左转动关节和右转动关节

    • 将robot从static改变为dynamic状态，修改model.sdf文件

      <static>false</static>

    • 添加左右两个转动关节（在最后一个之前添加以下内容）

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      <joint type="revolute" name="left_wheel_hinge">
        <pose>0 0 -0.03 0 0 0</pose>
        <child>left_wheel</child>
        <parent>chassis</parent>
        <axis>
          <xyz>0 1 0</xyz>
        </axis>
      </joint>
       
      <joint type="revolute" name="right_wheel_hinge">
        <pose>0 0 0.03 0 0 0</pose>
        <child>right_wheel</child>
        <parent>chassis</parent>
        <axis>
          <xyz>0 1 0</xyz>
        </axis>
      </joint>

      12-two-joints-appearJPG




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