启动Gazebo后模型直接起飞

Solidworks导出的机器人模型包里launch启动gazebo后，机器人的初始位置是，base_link所在的位置将会位于地面。这导致我的机器人模型直接嵌入到了地面。
为了方便调试，我改了仿真world的启动文件，把里面的paused参数设置为了true。这样在启动Gazebo时，一切都是静止的，我能看到机器人的初始状态。
为了让机器人初始状态下不会嵌入到地面，需要调整机器人初始位置参数.
如下面位于launch中的机器人模型加载命令，可以调整robot_position的Z参数到一个合适的位置。让仿真启动时机器人的初始位置略高于地面，这样仿真器运行起来后，机器人状态会正常很多。

<arg name="robot_position" default="-x 0.0 -y -0.0 -z 0.15 -R 0 -P 0 -Y 0" />
<node name="urdf_spawner" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" respawn="false" output="screen" args="-urdf -model $(arg model_name) -param robot_description -robot_namespace $(arg robot_name) $(arg robot_position) "/>

部分机器人模型部件有问题

之前画模型的时候，有些活动部件没画好，导致怎么调它的位置参数它都很容易出问题。
由于这些部件不是关键部件，我也不想重新导出一遍，我就在urdf中把这些部件相关的link和joint块全部注释了。这样启动仿真时，这些部件都不会加载。

轮子位置上下颠倒

调整对应的Joint的origin中的rpy参数，如果方向不对的那个轴的值是0，就改为3.14169（Pi）; 如果是Pi, 就改为0.

主动转向机构的位置不对

修改link的visual参数，xyz调整位置，rpy调整朝向（旋转）

    <visual>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 1.5707963" />
      <geometry>

调整visual参数后，要记得同步调整碰撞检测范围的位置、朝向参数。要直观的看到碰撞空间，你需要打开gfazebo的碰撞空间显示开关，在菜单View -> Collisions。

    <collision>
      <origin
        xyz="0 0 0"
        rpy="0 0 1.5707963" />
      <geometry>
        <mesh
          filename="package://path/to/xxx.STL" />
      </geometry>
    </collision>

配置控制器

由于我的机器人模型是类似火星车那种，带有主动转向轮的模型，所以配置起来比差速模型复杂一些。
xacro中的配置如下

    <!-- ===================== 驱动轮传动宏（速度接口） ===================== -->
    <xacro:macro name="wheel_transmission" params="joint_name">
        <transmission name="${joint_name}_trans">
            <type>transmission_interface/SimpleTransmission</type>
            <joint name="${joint_name}">
                <hardwareInterface>hardware_interface/VelocityJointInterface</hardwareInterface>
            </joint>
            <actuator name="${joint_name}_motor">
                <hardwareInterface>hardware_interface/VelocityJointInterface</hardwareInterface>
                <mechanicalReduction>1</mechanicalReduction>
            </actuator>
        </transmission>
    </xacro:macro>

    <!-- ===================== 转向关节传动宏（位置接口） ===================== -->
    <xacro:macro name="steering_transmission" params="joint_name">
        <transmission name="${joint_name}_trans">
            <type>transmission_interface/SimpleTransmission</type>
            <joint name="${joint_name}">
                <hardwareInterface>hardware_interface/PositionJointInterface</hardwareInterface>
            </joint>
            <actuator name="${joint_name}_motor">
                <hardwareInterface>hardware_interface/PositionJointInterface</hardwareInterface>
                <mechanicalReduction>1</mechanicalReduction>
            </actuator>
        </transmission>
    </xacro:macro>
    
    <!-- ===================== gazebo_ros_control 插件宏 ===================== -->
    <xacro:macro name="gazebo_ros_control_plugin" params="robot_namespace">
        <gazebo>
            <plugin name="gazebo_ros_control" filename="libgazebo_ros_control.so">
                <robotNamespace>${robot_namespace}</robotNamespace>
                <robotSimType>gazebo_ros_control/DefaultRobotHWSim</robotSimType>
                <legacyModeNS>true</legacyModeNS>
            </plugin>
        </gazebo>
    </xacro:macro>

    <xacro:macro name="wheel_joint_dynamics" params="joint_name">
        <gazebo reference="${joint_name}">
            <implicitSpringDamper>false</implicitSpringDamper>
        </gazebo>
    </xacro:macro>
    
    <xacro:wheel_transmission joint_name="xxxWheelJoint" />
    <xacro:steering_transmission joint_name="xxxTurningJoint" />

启动仿真后机器人所有部件坍缩到原点

根本原因是ode仿真引擎的更新频率不够高、步长不够小，一开始会坍缩的参数是这样的

    <real_time_update_rate>100</real_time_update_rate>
    <max_step_size>0.01</max_step_size>

改成这样就不会坍缩了

    <real_time_update_rate>1000</real_time_update_rate>
    <max_step_size>0.001</max_step_size>

会坍缩的情况，我这边坍缩的诱因是这样的：
libgazebo_ros_control插件需要pid参数，参数设置得太大导致异常，机器人会直接坍缩。
需要先给定比较小的pid值，如下值，然后一步步调试到适合的大小。

      p: 0.1
      i: 0.01
      d: 0.01

轮子不转

检查轮子对应的Joint中是否有速度限制。如下，轮子速度被限制为0, 可以将其改为非0值，或者直接删除

<limit effort="1000" velocity="0" />

轮子不停轻微弹跳抖动

让ai给我优化urdf和xacro, 经过它一顿操作，在Joint中加了

    <dynamics damping="0.1" />

在xacro文件中加了

    <xacro:macro name="wheel_joint_dynamics" params="joint_name">
        <gazebo reference="${joint_name}">
            <implicitSpringDamper>false</implicitSpringDamper>
        </gazebo>
    </xacro:macro>

    <xacro:wheel_joint_dynamics joint_name="xxxWheelJoint" />

之后，情况有所好转，抖动幅度变小，抖动频率降低

旋转部件无法控制

给旋转部件加上插件尝试控制转速时，发现和轮子一样的配置，但是发送控制命令却无法控制它旋转，或者启动后机器人直接爆炸或者坍缩。经过摸索，解决了这个问题：

• 在libgazebo_ros_joint_state_publisher插件的配置中，加上旋转部件的JointName
• 和轮子一样加上速度控制插件配置 <xacro:wheel_transmission joint_name="xxxJoint" />
• 在插件的yaml配置文件中也加上对应旋转部件控制插件的参数
• 在旋转部件对应的Joint配置中加上运动学限制，做了这一步后，我的模型启动后不再坍缩，只是会疯狂乱动

  <limit
    effort="1000"
    velocity="50" />
  

• 调整urdf中对应旋转部件的link中的inertia配置，从这样

  
        <inertia
          ixx="2.70928476370511E-05"
          ixy="2.33985411453379E-07"
          ixz="-3.24979906420981E-22"
          iyy="7.99095065084032E-07"
          iyz="-5.91147963026124E-22"
          izz="2.72821349540844E-05" />
      </inertial>
  

  调整成这样

    <inertia
      ixx="0.00001"
      ixy="0.0000"
      ixz="0.0000"
      iyy="0.00001"
      iyz="0.0000"
      izz="0.00001" />
  

经过这一系列配置，旋转部件顺利实现了控制