Ros2 十二：gazebo仿真
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官方网站：Use ROS 2 to interact with Gazebo — Gazebo jetty documentation的
demo：
1 安装
我使用的是jazzy版本的ros2,安装的gazebo版本和humble不同。使用的指令时gz而不是ign了，注意版本之间的差异
sudo apt install ros-jazzy-ros-gz1.1 直接启动gz sim
重新启动一个终端：主要是为了重新加载环境。
执行命令gz sim启动虚拟环境。老版本的是ign gazebo
gz sim
1.1.1 直接启动仿真环境
可以在启动时打开环境，同时支持-r直接运行仿真环境。
gz sim -r empty.sdf
1.2 ros2 命令行启动 ros_gz_sim
使用launch文件的方式进行启动
ros2 launch ros_gz_sim gz_sim.launch.py查看支持的参数arg
ros2 launch ros_gz_sim gz_sim.launch.py --show-argsbzm@bzm-TUF-Gaming-FX505DT-FX95DT:~/Desktop/workspace$ ros2 launch ros_gz_sim gz_sim.launch.py --show-args
Arguments (pass arguments as '<name>:=<value>'):
'gz_args':
Arguments to be passed to Gazebo Sim
(default: '')
'gz_version':
Gazebo Sim's major version
(default: '8')
gz_args 可以将参数透传给gz sim
ros2 launch ros_gz_sim gz_sim.launch.py ign_args:="empty.sdf -r"
1.3 Ros2 通过launch文件启动
在自己的launch文件中引入gz的launch文件
pkg_name = "pkg_robot"
pkg_dir = get_package_share_directory(pkg_name)
sdf = pkg_dir + "/worlds/demo.sdf"
# ros2 launch ros_gz_sim gz_sim.launch.py
gz = IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource(
os.path.join(get_package_share_directory('ros_gz_sim'),
'launch', 'gz_sim.launch.py')
),
launch_arguments={
'gz_args':['-r ',sdf]
}.items()
)修改setup文件
2 urdf添加gz_plugin
给urdf添加gz_plugin用于给urdf添加仿真属性。
官方网址：Gazebo : Tutorial : Gazebo plugins in ROS
1.1 修改urdf
可以在安装的worlds目录下找到sdf文件，然后在里面搜索插件即可。通常让ai帮写即可。
1.1.1 运动控制相关
需要两个插件，一个是jonit状态发布，一个是差速小车控制
注意：
1 关节发布插件（joint_state_publisher）中声明topic，这样就可以避免在launch文件中进行话题重映射。
<topic>joint_states</topic>
2 同样的，在差速控制插件中也声明里程计和运控的话题等
<topic>cmd_vel</topic> <!-- 订阅的速度控制话题 -->
<odom_topic>odom</odom_topic> <!-- 发布的里程计话题 -->
<frame_id>odom</frame_id> <!-- 里程计的全局参考系 -->
<child_frame_id>base_footprint</child_frame_id> <!-- 机器人的底盘参考系 -->
<!-- 运动控制相关 -->
<gazebo>
<plugin
filename="gz-sim-joint-state-publisher-system"
name="gz::sim::systems::JointStatePublisher">
<!-- 声明jointstate发布的话题 -->
<topic>joint_states</topic>
</plugin>
</gazebo>
<gazebo>
<plugin
filename="gz-sim-diff-drive-system"
name="gz::sim::systems::DiffDrive">
<left_joint>left_wheel_joint</left_joint>
<right_joint>right_wheel_joint</right_joint>
<wheel_separation>0.6</wheel_separation>
<wheel_radius>0.1</wheel_radius>
<odom_publish_frequency>1</odom_publish_frequency>
<max_linear_acceleration>1</max_linear_acceleration>
<min_linear_acceleration>-1</min_linear_acceleration>
<max_angular_acceleration>2</max_angular_acceleration>
<min_angular_acceleration>-2</min_angular_acceleration>
<max_linear_velocity>0.5</max_linear_velocity>
<min_linear_velocity>-0.5</min_linear_velocity>
<max_angular_velocity>1</max_angular_velocity>
<min_angular_velocity>-1</min_angular_velocity>
<!-- 话题与参考系配置 -->
<topic>cmd_vel</topic> <!-- 订阅的速度控制话题 -->
<odom_topic>odom</odom_topic> <!-- 发布的里程计话题 -->
<frame_id>odom</frame_id> <!-- tf使用的坐标系 -->
<child_frame_id>base_footprint</child_frame_id> <!-- 机器人的底盘参考系 -->
</plugin>
</gazebo>
1.1.2 传感器相关
1 需要添加传感器系统插件用于全局调度。
2 添加对应的传感器插件
3 添加<gz_frame_id>标签用于指明坐标系，不添加的话会导致tf存在问题
<gazebo reference = "camera"> ：指明对哪个link添加插件
<!-- 传感器相关 -->
<gazebo>
<plugin
filename="gz-sim-sensors-system"
name="gz::sim::systems::Sensors">
<render_engine>ogre2</render_engine>
</plugin>
</gazebo>
<gazebo reference = "camera">
<sensor name="camera" type="camera">
<camera>
<horizontal_fov>1.047</horizontal_fov>
<image>
<width>320</width>
<height>240</height>
</image>
<clip>
<near>0.1</near>
<far>100</far>
</clip>
</camera>
<always_on>1</always_on>
<update_rate>30</update_rate>
<visualize>true</visualize>
<topic>camera</topic>
<gz_frame_id>camera</gz_frame_id>
</sensor>
</gazebo>
<gazebo reference = "lidar">
<sensor name='gpu_lidar' type='gpu_lidar'>
<topic>lidar</topic>
<update_rate>1</update_rate>
<lidar>
<scan>
<horizontal>
<samples>640</samples>
<resolution>1</resolution>
<min_angle>-1.396263</min_angle>
<max_angle>1.396263</max_angle>
</horizontal>
<vertical>
<samples>16</samples>
<resolution>1</resolution>
<min_angle>-0.261799</min_angle>
<max_angle>0.261799</max_angle>
</vertical>
</scan>
<range>
<min>0.08</min>
<max>10.0</max>
<resolution>0.01</resolution>
</range>
</lidar>
<always_on>true</always_on>
<visualize>true</visualize>
<gz_frame_id>lidar</gz_frame_id>
</sensor>
</gazebo>1.2 launch创建消息通道ros_gz_bridge
多数话题照搬就行
gz_bridge_node = Node(
package='ros_gz_bridge',
executable='parameter_bridge',
name='ros_gz_bridge',
output='screen',
arguments=[
# 1. 桥接控制指令：ROS2 -> Gazebo (使用 ] 符号表示单向)
'/cmd_vel@geometry_msgs/msg/Twist]gz.msgs.Twist',
# 2. 桥接里程计：Gazebo -> ROS2 (使用 [ 符号表示单向)
# '/model/my_robot/odom@nav_msgs/msg/Odometry[gz.msgs.Odometry',
'/odom@nav_msgs/msg/Odometry[gz.msgs.Odometry',
# 3. 桥接 TF 坐标变换：Gazebo -> ROS2
# 注意：如果你的机器人叫 my_robot，Gazebo 内部的话题通常是 /model/my_robot/tf
'/model/my_robot/tf@tf2_msgs/msg/TFMessage[gz.msgs.Pose_V',
# '/model/my_robot/joint_state@sensor_msgs/msg/JointState[gz.msgs.Model',
'/joint_states@sensor_msgs/msg/JointState[gz.msgs.Model',
# 3. 激光雷达数据 (Gazebo -> ROS2)
'/lidar@sensor_msgs/msg/LaserScan@gz.msgs.LaserScan',
'/lidar/points@sensor_msgs/msg/PointCloud2@gz.msgs.PointCloudPacked',
# 4. 相机数据 (Gazebo -> ROS2)
'/camera@sensor_msgs/msg/Image@gz.msgs.Image',
'/camera_info@sensor_msgs/msg/CameraInfo@gz.msgs.CameraInfo',
'/clock@rosgraph_msgs/msg/Clock[gz.msgs.Clock',
],
# 将 Gazebo 内部带命名空间的 TF 话题，重映射为 ROS2 标准的 /tf 话题
remappings=[
('/model/my_robot/tf', '/tf'),
# ('/model/my_robot/joint_state', '/joint_states'),
# ('/model/my_robot/odom', '/odom'),
]
#ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard
)3 仿真运行
运行后，rviz2 添加组件就可以看到对应话题的消息
3.1 键盘控制
这里将/turtle1/cmd_vel的话题重映射为cmd_vel
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key --ros-args -r /turtle1/cmd_vel:=/cmd_vel
4 其它调试常用指令
4.1 ros2相关指令
4.1.1 查看话题列表
ros2 topic list4.1.2 查看话题发布频率
ros2 topic hz /odom
4.1.3 打印一帧话题数据
ros2 topic echo /lidar --once
4.1.4 查看tf树
ros2 run tf2_tools view_frames
4.2 gz 相关命令
4.2.1 查看话题列表
gz topic --list
4.2.2 打印一帧数据
gz topic -e -t /lidar/points -n 1
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