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ROS探索总结(四)——简单的机器人仿真
http://www.21tx.com 2013年07月16日 CSDN 古-月

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前边我们已经介绍了ROS的基本情况,以及新手入门ROS的初级教程,现在就要真正的使用ROS进入机器人世界了。接下来我们涉及到的很多例程都是《ROS by Example》这本书的内容,我是和群里的几个人一起从国外的亚马逊上买到的,还是很有参考价值的,不过前提是你已经熟悉之前的新手教程了。

一、ROS by Example

ROS探索总结(四)——简单的机器人仿真

       这本书是关于国外关于ROS出版的第一本书,主要针对Electric和Fuerte版本,使用机器人主要是TurtleBot。书中详细讲解了关于机器人的基本仿真、导航、路径规划、图像处理、语音识别等等,而且在google的svn上发布了所有代码,可以通过以下命令下载、编译:

   svn checkout http://ros-by-example.googlecode.com/svn/trunk/rbx_vol_1  
   rosmake rbx_vol_1  
   rospack profile          //加入ROS package路径  

二、rviz简单机器人模拟
      1、安装机器人模拟器                      
     rviz是一个显示机器人实体的工具,本身不具有模拟的功能,需要安装一个模拟器arbotix。

   svn checkout http://vanadium-ros-pkg.googlecode.com/svn/trunk/arbotix  
   rosmake arbotix  

      2、TurtleBot机器人的模拟
      在书中的rbx_vol_1包里已经为我们写好了模拟的代码,我们先进行实验,完成后再仔细研究代码。
      机器人模拟运行:

   roscore  
   roslaunch rbx1_bringup fake_pi_robot.launch  

      然后在终端中可以看到,机器人已经开始运行了,打开rviz界面,才能看到机器人实体。

   rosrun rviz rviz -d `rospack find rbx1_nav`/sim_fuerte.VCg  

      后面的参数是加载了rviz的配置文件sim_fuerte.vcg。效果如下:

ROS探索总结(四)——简单的机器人仿真

      此时的机器人是静止的,需要发布一个消息才能让它动起来。

  1. rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0.5}}'  

ROS探索总结(四)——简单的机器人仿真

如果要让机器人停下来,需要在中断中按下“Ctrl+c”,然后输入:

   rostopic pub -1 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{}'  

      也可以改变发送的topic信息,使机器人走出不同的轨迹。

三、实现分析
      按照上面的仿真过程,我们详细分析每一步的代码实现。  
      1、TurtleBot机器人运行
      机器人运行使用的是launch文件,首先打开fake_turtlebot.launch文件。

<launch>  
  <param name="/use_sim_time" value="false" />  
       
  <!-- Load the URDF/Xacro model of our robot -->  
  <arg name="urdf_file" default="$(find xacro)/xacro.py '$(find turtlebot_description)/urdf/turtlebot.urdf.xacro'" />  
          
  <param name="robot_description" command="$(arg urdf_file)" />  
           
  <node name="arbotix" pkg="arbotix_python" type="driver.py" output="screen">  
      <rosparam file="$(find rbx1_bringup)/config/fake_turtlebot_arbotix.yaml" command="load" />  
      <param name="sim" value="true"/>  
  </node>  
         
  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="state_publisher">  
      <param name="publish_frequency" type="double" value="20.0" />  
  </node>  
         
  <!-- We need a static transforms for the wheels -->  
  <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="odom_left_wheel_broadcaster" args="0 0 0 0 0 0 /base_link /left_wheel_link 100" />  
  <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="odom_right_wheel_broadcaster" args="0 0 0 0 0 0 /base_link /right_wheel_link 100" />  
       
</launch>

文件可以大概分为四个部分:
       (1) 从指定的包中加载urdf文件
       (2) 启动arbotix模拟器
       (3) 启动状态发布节点
       (4) tf坐标系配置
2、rviz配置文件
     在打开rviz的时候需要加载一个.vcg的配置文件,主要对rviz中的插件选项进行默认的配置。这里打开的是sim_fuerte.vcg文件,由于文件比较长,这里只列举重点的部分。

Background ColorB=0.12549  
Background ColorG=0.12549  
Background ColorR=0.12549  
Camera Config=158.108 0.814789 0.619682 -1.57034  
Camera Type=rviz::FixedOrientationOrthoViewController  
Fixed Frame=/odom  
Grid.Alpha=0.5  
Grid.Cell Size=0.5  
Grid.ColorB=0.941176  
Grid.ColorG=0.941176  
Grid.ColorR=0.941176  
Grid.Enabled=1  
Grid.Line Style=0  
Grid.Line Width=0.03  
Grid.Normal Cell Count=0  
Grid.OffsetX=0  
Grid.OffsetY=0  
Grid.OffsetZ=0  
Grid.Plane=0

上面的代码是配置背景颜色和网格属性的,对应rviz中的选项如下图所示。

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