Gazebo教程(五)制作移动三轮小车

序言

这个教程演示了gazebo的基本操作,并且对模型数据库内的各个基本参数进行了基本讲解,你可以通过下面的过程创造一个两轮小车,进行基本的移动。

建立模型文件夹

建立模型的第一步是要建立一个符合模型数据库规则的文件系统,关于模型的细节描述可以看SDF
1.创建模型文件夹
mkdir -p ~/.gazebo/models/my_robot
2.创建模型config文件(配置)
gedit ~/.gazebo/models/my_robot/model.config
3.在config文件当中贴入下列程序

<?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>

4.创建一个~/.gazebo/models/my_robot/model.sdf文件
gedit ~/.gazebo/models/my_robot/model.sdf
5.把下面内容贴进去

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

现在我们有了一个模型基本的内容,这个model.config文件通过一些额外的数据描述了这个机器人。这个机器人的名字叫做my_robot,机器人使用的sdf文件版本为1.4。

建立模型框架

这一步会建立一个长方形底座和两个轮子
从一个基本的模型开始,慢慢建立一个机器人是很重要的,第一步是把基本形状布置在模型中,做这一步会使我们的模型进入static状态,意味着它将不使用物理引擎。它会一直呆在一个地方,让我们可以装配所有组件。
1.让模型变为静态是通过加入<static>true</static>元素进入~/.gazebo/models/my_robot/model.sdf当中实现的。

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

2.然后通过编辑~/.gazebo/models/my_robot/model.sdf加入基本长方体。

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

在这里我们建立了一个形状为0.40.20.1的盒子,这里的碰撞引擎通过碰撞元素(collision)定义的形状进行检测。渲染引擎通过可视化元素(visual)进行渲染,对于大部分情况来说,碰撞以及渲染元素是一样的。当visual的网格很复杂时,可以通过简化碰撞元素来提高运行效果。
3.尝试在gazebo里插入这个模型
gazebo
你可以看到一个白色的盒子飘在地面上1m处。
点一下他就会落下来


4.现在我们可以在机器人上加入轮子了,轮子是一个没有摩擦的球体,这种形状的轮子会比加一个有关节的轮子更好,因为它减少了约束,使物理引擎运算更加简单。(想看完整robot代码的可以直接往下拉)

<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.加入一个左轮

<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>

6.然后插入一个右轮,跟左轮差不多,只不过pose当中的位置发生了改变。

     <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>

7.把<static>设置为false然后在左轮和右轮上加入两个关节。
<static>false</static>

<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>

两个关节绕y轴旋转<xyz>0 1 0 </xyz>,把轮子和底座连接起来。

sdf文件完整代码

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

8.打开gazebo,点击insert,把模型从左边来劲来,然后放进去。
9.可以在gazebo打开后把右边中间的点点拉开



点击小车调整force的数值,或者之间点击要改变的那个物理,选择force然后在y轴加上一定的力,小车就会开始移动了(注意力不要太大不然会跑得很快,推荐小于1。

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