从零开始的仿真之旅——在Ubuntu下配置V-Rep仿真平台下的搭载ROS系统的机器人仿真

目录

第一步 在Windows下完成下列步骤

1. 分区。将需要分给Linux系统的空间单独划分出来（100G+）**
2. 下载并制作Ubuntu16.04的U盘启动盘

第二步 安装并配置Ubuntu16.04LTS

1. 安装双系统。先重启电脑，启动时按F12进入U盘启动。选择刚才分出来的磁盘进行分区创建等后续操作。分区的可行方案如：

分区			空间分配
/	ext4	Pri-	总空间的1/3
/boot	ext4	Logi-	200M
swap	swap	Logi-	4G
/home	ext4	Logi-	剩余空间

2. 修改更新源。可搜索“ubuntu16.04源”，根据指引更改 sources.list内容，并联网更新。

可参考：http://www.genshuixue.com/i-cxy/p/15379828

关于联网: 在Ubuntu系统下难以连接有线网的情况下（如公司环境），可外接 USB无线网卡解决问题。

第三步 安装仿真软件V-rep (V-REP 3.4.0+)

1. 将(下载 / 拷贝)来的V-REP_PRO_EDU_V3_4_0_Linux.tar.gz文件解压到home
2. 修改文件夹名字（建议简短，方便呼叫。如 vrep）

可以启动试试：
$ cd vrep/
$ ./vrep.sh

 3.  现在可以参考手册学习啦！

该软件的详细手册可见：http://www.coppeliarobotics.com/helpFiles/
建议多看Shortcuts、Command line、Tutorials

第四步 安装ROS

• 我们选择的是ROS Kinetic Kame ，点开链接按照指示即可安装。
• 继续学习：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials
  
  • 需要至少完成beginner level。
  • 关于这点，在V-REP User Manual中的ROS tutorial 有提到

第五步：配置RosInterface

• RosInterface是V-rep官方推荐的用来跟ROS通信的插件
• 将 /VREP/compiledRosPlugins 中的libv_repExtRosInterface.so库复制到/VREP下，再启动。
  
  • 若遇到下面问题，需要重新编译该库：

Plugin ‘RosInterface’: loading… /home/bamboohuang/vrep/vrep: symbol
lookup error: /home/bamboohuang/vrep/libv_repExtRosInterface.so:
undefined symbol: _ZN3ros4initERiPPcRKSsj

• 重新编译该库的流程：

  • 首先需要安装一些相关的软件包：
    sudo apt install git cmake python-tempita python-catkin-tools python-lxml default-jre xsltproc

  • 参考V-REP User Manual 中的ROS tutorial – Indigo。

    FYI：生成的文件主要在/devel/lib和 /src//bin中

  • 参考V-REP User Manual → writing code in and around V-REP → V-REP API framework → ROS interface

• 若遇到问题：

  Plugin ‘RosInterface’: loading… ROS master is not running. Cannot
  start ‘ROS’ plugin.

  请先启动ROS，再启动V-REP （即应先执行 roscore命令，再执行vrep.sh）

• 若遇到问题

  Plugin ‘RosInterface’: loading… this plugin requires at least V-REP
  3.4.0 rev9

  你使用的应该是github上最新的版本，这对V-REP的版本要求较高。建议参考上面提到的ROS tutorial–Indigo，直接用自带的vrep/programming/ros_packages中的文件复制到catkin_ws/src/下进行编译；
  当然也可以下载最新版本V-REP：www.coppeliarobotics.com/files/tmp

• 若遇到下面问题，原因可能是没有正确安装interface:

  Lua runtime error: [string “SCRIPT **“]:32: attempt
  to call global ‘simExtRosInterface_publish’ (a nil value) stack
  traceback: [string “SCRIPT **“]:32: in main chunk

• 打开vrep 时若显示下面方框内的内容，则说明RosInterface 安装成功：
  

第六步：配置vrep_ros_bridge（可选）

• vrep_ros_bridge是ROS官方推荐的用来跟V-rep通信的插件，所有需要的文件与相关指引都可以查看github：https://github.com/lagadic/vrep_ros_bridge
• 安装步骤按照上面网址中的InstallationPlugin部分进行即可。如果不知道如何建立catkin workspace，可以回到第四步复习。
• 打开vrep 时若显示下面方框内的内容，则说明RosInterface 安装成功：
  
  根据需求可做安装上的调整，可能会有细微差别。
  安装后可对照历例程测试：http://wiki.ros.org/vrep_ros_bridge#Installation_test

第七步：运行仿真

• 首先运行roscore，然后打开vrep，确保所有上述插件安装并加载成功。

• Open scene ，可以打开对应的 .ttt 文件。如果已经有现有工程，可以打开对应的ttt；没有的话，可以打开软件目录下的例程（参考Tutorial）

• 此时可以尝试在ROS侧获取vrep场景中的传感器数据，可以尝试下面的语句：
  （注意将“/”后的topicname替换成自己的）

 rostopic list
 rostopic echo /laser_radar 
 rqt_image_view 或者 rosrun image_view image_view image:=/zed_depth_image
（为什么看到的图像是颠倒的？解决方案见E1）

• 控制量的输入

    rosrun rqt_publisher rqt_publisher 

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其他遇到的问题：

E.1 ros中图像上下颠倒的问题

• 问题原因：传输的data是字符串，ros收到后按照数组的方式转换为矩阵。
• 解决方案：可以在传输前对要传输的数据进行预处理，“颠倒”了再发送给ROS。
  可以参考后面附录里的Lua参考手册。
  

E.2 激光传感器穿墙问题

- 原因是范围参数设置不对。如下所示参数太大，改小到正常值就行。

E.3 3d地图在vrep中拖动是会闪，线条很粗糙，成锯齿形

• 问题原因：vrep中显示使用opengl进行渲染的，opengl存储的数据为float型，如果使用的是double类型的，就会发生数据的截断。
• 解决方案：将数据改用float类型存储

E.4 生成3d地图后，地图能明显地看出由一个个三角形组成

• 问题原因：用两个三角形去表示一个四个点组成的面时，没有考虑面的方向问题，导致生成的三角形方向不一致
• 解决方案：在生成.obj文件时，由f行代表的边使其顺时针或者逆时针保持一致，从而使得生成的三角形面方向一致

E.5 机器人和场景mesh不能相撞，而是直接穿过

• 问题原因：相关属性没有设置正确
• 解决方案：分别设置机器人和场景的如下属性：Shape->Show dynamic properties dialog，勾选Body is respondable，同时勾选Local responable mask，使两者有重合部分即可。

E.6 用vrep自带的2D激光雷，仿真特别卡

• 问题原因：该激光雷达激光雷达是用一个joint和一个测距传感器然后转动扫描构成，扫描使得速度变慢。
• 解决方案：可以换成Hokuyo URG 04LX UG01_fast.ttm模型。该激光雷达是由两个只有一行的深度摄像头组成，速度快很多。

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附录

（一些或许对你有用的链接）

Ubuntu常用快捷键：

Ctrl+Alt+T
Alt+Tab
长按super可以看到快捷按键提示 : )

安装中文sogo输入法：
http://blog.csdn.net/u013894834/article/details/60357071
更新源
http://www.genshuixue.com/i-cxy/p/15379828
V-REP下载
http://www.v-rep.eu/downloads.html
V-rep手册
http://www.coppeliarobotics.com/helpFiles/
ROS安装
ROS Kinetic Kame：http://wiki.ros.org/kinetic/Installation
ROS Tutorials
http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials
vrep_ros_bridge
https://github.com/lagadic/vrep_ros_bridge
Create a ROS Workspace (catkin)
http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/InstallingandConfiguringROSEnvironment
roscore err: IOError: [Errno 13] Permission denied
http://blog.csdn.net/yngki/article/details/53098804
Lua 5.3 参考手册
http://cloudwu.github.io/lua53doc/contents.html
Lua的string和string库总结：
http://www.cnblogs.com/zrtqsk/p/4372889.html

特别感谢徐宽的支持与帮助~