基于 ROS 使用 ArbotiX + RViz 功能仿真【机器人仿真入门教程三】

本文内容:ArbotiX+RViz功能仿真

一、ArbotiX 安装

  • ArbotiX 是什么?
    1. 一款控制电机、拖机的硬件控制板;
    2. 提供了相应的 ROS 功能包;
    3. 提供了一个差速控制器,通过接收速度控制指令,更新机器人的里程计状态。
  • 下面开始安装 ArbotiX 。
  • 首先进入到 ~/catkin_ws/src 下安装 ArbotiX。
cd ~/catkin_ws/src
sudo git clone git://github.com/vanadiumlabs/arbotix_ros.git

在这里插入图片描述

  • 返回到工作空间编译下。
cd ~/catkin_ws
catkin_make

在这里插入图片描述

二、配置 xacrio 及 launch 文件

2.1 配置 xacrio 文件

  • 在上篇文章中,已经创建过 xacro 文件夹了,所以直接进入该文件,并创建 mbot_with_camera.xacro 文件,看这个文件名就知道是干啥的了吧。
cd ~/catkin_ws/src/mbot_description/urdf/xacro
sudo gedit mbot_with_camera.xacro
  • 复制粘贴以下代码(注意删掉注释,否则编译错误):
<!--声明xml文件及版本-->
<?xml version="1.0"?>
<robot name="mbot" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
	<!--定义相关机器人常量-->
    <xacro:property name="M_PI" value="3.1415926"/>
    <xacro:property name="base_radius" value="0.20"/>
    <xacro:property name="base_length" value="0.16"/>

    <xacro:property name="wheel_radius" value="0.06"/>
    <xacro:property name="wheel_length" value="0.025"/>
    <xacro:property name="wheel_joint_y" value="0.19"/>
    <xacro:property name="wheel_joint_z" value="0.05"/>

    <xacro:property name="caster_radius" value="0.015"/> 
    <xacro:property name="caster_joint_x" value="0.18"/>
    <xacro:property name="camera_joint_x" value="0.17"/>
	<xacro:property name="camera_joint_z" value="0.10"/>
   <!--定义相关机器人颜色常量-->
    <material name="yellow">
        <color rgba="1 0.4 0 1"/>
    </material>
    <material name="black">
        <color rgba="0 0 0 0.95"/>
    </material>
    <material name="gray">
        <color rgba="0.75 0.75 0.75 1"/>
    </material>
    <!--定义驱动轮的宏定义--> 
    <!--prefix(左轮还是右轮) reflect(镜像关系)-->
    <xacro:macro name="wheel" params="prefix reflect">
        <joint name="${prefix}_wheel_joint" type="fixed">
            <origin xyz="0 ${reflect*wheel_joint_y} ${-wheel_joint_z}" rpy="0 0 0"/>
            <parent link="base_link"/>
            <child link="${prefix}_wheel_link"/>
            <axis xyz="0 1 0"/>
        </joint>

        <link name="${prefix}_wheel_link">
            <visual>
                <origin xyz="0 0 0" rpy="${M_PI/2} 0 0" />
                <geometry>
                    <cylinder radius="${wheel_radius}"  length = "${wheel_length}"/>
                </geometry>
                <material name="gray" />
            </visual>
        </link>
    </xacro:macro>
   <!--定义支撑轮的宏定义-->
   <!--prefix(前轮还是后轮) reflect(镜像关系)-->
    <xacro:macro name="caster" params="prefix reflect">
        <joint name="${prefix}_caster_joint" type="fixed">
            <origin xyz="${reflect*caster_joint_x} 0 ${-(base_length/2 + caster_radius)}" rpy="0 0 0"/>
            <parent link="base_link"/>
            <child link="${prefix}_caster_link"/>
            <axis xyz="0 1 0"/>
        </joint>

        <link name="${prefix}_caster_link">
            <visual>
                <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
                <geometry>
                    <sphere radius="${caster_radius}" />
                </geometry>
                <material name="black" />
            </visual>
        </link>
    </xacro:macro>
    <!--摄像头宏定义-->
	<xacro:macro name="camera" params="prefix reflect">
        <joint name="camera_joint" type="fixed">
            <origin xyz="${camera_joint_x} 0 ${camera_joint_z}" rpy="0 0 0"/>
            <parent link="base_link"/>
            <child link="camera_link"/>
        </joint>

        <link name="camera_link">
            <visual>
	            <origin xyz=" 0 0 0 " rpy="0 0 0" />
	            <geometry>
	                <box size="0.03 0.04 0.04" />
	                   <!--外观是个盒子模拟成摄像头,长宽高分别是0.03 0.04 0.04-->
	            </geometry>
	            <material name="black"/>
	        </visual>
        </link>
    </xacro:macro>
    <!--定义主体base -->
        <xacro:macro name="mbot_base">  <!-- 宏定义 -->
        <link name="base_footprint">   <!-- 主要作用可以修改机器人主体的整体位置 -->
            <visual>
                <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
                <geometry>
                    <box size="0.001 0.001 0.001" />
                </geometry>
            </visual>
        </link>

        <joint name="base_footprint_joint" type="fixed"><!-- 让机器人的base_link上移,至车轮与水平线平齐 -->
            <origin xyz="0 0 ${base_length/2 + caster_radius*2}" rpy="0 0 0" />        
            <parent link="base_footprint"/>
            <child link="base_link" />
        </joint>

        <link name="base_link">
            <visual>
                <origin xyz=" 0 0 0" rpy="0 0 0" />
                <geometry>
                    <cylinder length="${base_length}" radius="${base_radius}"/>
                </geometry>
                <material name="yellow" />
            </visual>
        </link>

        <wheel prefix="left" reflect="-1"/> <!-- 调用驱动轮子宏定义 -->
        <wheel prefix="right" reflect="1"/> <!-- 调用驱动轮子宏定义 -->

        <caster prefix="front" reflect="-1"/> <!-- 调用支撑轮子宏定义 -->
        <caster prefix="back" reflect="1"/> <!-- 调用支撑轮子宏定义 -->
        <camera/><!-- 调用摄像头宏定义 -->
    </xacro:macro>
</robot>
  • 然后编辑 mbot.xacro 文件。
sudo gedit mbot.xacro

在这里插入图片描述

  • 复制粘贴如下代码:
<?xml version="1.0"?>
<robot name="arm" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
    <xacro:include filename="$(find mbot_description)/urdf/xacro/mbot_with_camera.xacro" />
    <mbot_base/>
</robot>
  • 代码说明:相比于上篇文章编辑的 mbot.xacro 有何不同?其实就只是修改了文件路径,如下图所示。
    在这里插入图片描述

2.2 配置 launch 文件

  • 进入 launch/xacro 下创建 arbotix_mbot_with_camera_xacro.launch 文件。
cd ~/catkin_ws/src/mbot_description/launch/xacro
sudo gedit arbotix_mbot_with_camera_xacro.launch

在这里插入图片描述

  • 复制粘贴如下代码(记得删掉注释):
<launch>
	<arg name="model" default="$(find xacro)/xacro --inorder '$(find mbot_description)/urdf/xacro/mbot.xacro'" />
	<arg name="gui" default="false" />
	<param name="robot_description" command="$(arg model)" />

	<param name="use_gui" value="$(arg gui)"/>

	<node name="arbotix" pkg="arbotix_python" type="arbotix_driver" output="screen">
            <rosparam file="$(find mbot_description)/config/fake_mbot_arbotix.yaml" command="load" />
            <param name="sim" value="true"/>
	</node>

	<node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" />

	<node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" />

	<node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find mbot_description)/config/mbot_arbotix.rviz" required="true" />
</launch>

三、配置 ArbotiX 控制器

  • 进入 config 下创建 fake_mbot_arbotix.yaml 文件。
cd ~/catkin_ws/src/mbot_description/config
sudo gedit fake_mbot_arbotix.yaml

在这里插入图片描述

  • 复制粘贴以下代码:
controllers: {
   base_controller: {
       type: diff_controller, 
       base_frame_id: base_footprint, 
       base_width: 0.26, 
       ticks_meter: 4100, 
       Kp: 12, 
       Kd: 12, 
       Ki: 0, 
       Ko: 50, 
       accel_limit: 1.0 
    }
}

四、启动 RViz 仿真

  • 使用命令:
roslaunch mbot_description arbotix_mbot_with_camera_xacro.launch
  • 出现如下错误,百度了许久也没有解决,后续如果解决了再更新吧。
    在这里插入图片描述

五、总结

  • 在按照别人的博客学习安装,明明步骤及代码都一样,可是就是做不出来,哎,如果有人解决了这个问题,麻烦告知一下。

六、参考资料

[1] ROS——ArbotiX+Rviz仿真


版权声明:本文为ssj925319原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。