ROS小白学习历程-使用arbotix控制器详解

一、简介

arbotix是一款控制电机、舵机的控制板，并提供了ROS功能包。他可以驱动真实的arbotix控制板，也可以在rviz中仿真。

简单的说，arbotix节点接受 /cmd_vel topic ,并驱动小车运动。

二、安装arbotix

git clone https://github.com/vanadiumlabs/arbotix_ros.git

下载成功后，在工作空间编译。

三、urdf模型

请确保你有一个完整的urdf小车模型，并且配置了物理属性。建立urdf模型可参考:ROS小白学习历程-urdf

四、配置arbotix控制器

1、创建launch文件

<launch>
    <param name="/use_sim_time" value="false" />
	
	<!-- 加载机器人URDF/Xacro模型 -->
    <arg name="urdf_file" default="$(find xacro)/xacro --inorder '$(find mrobot_description)/urdf/mrobot_with_rplidar.urdf.xacro'" />
    <!--请修改为自己的 xacro 文件路径  -->
    
	<arg name="gui" default="false" />

	<param name="robot_description" command="$(arg urdf_file)" />
	<param name="use_gui" value="$(arg gui)"/>

	<node name="arbotix" pkg="arbotix_python" type="arbotix_driver" output="screen">
        <rosparam file="$(find mrobot_description)/config/fake_mrobot_arbotix.yaml" command="load" />
        <param name="sim" value="true"/>
    </node>

	<node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" />

    <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher">
        <param name="publish_frequency" type="double" value="20.0" />
    </node>

	<node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find mrobot_description)/config/mrobot_arbotix.rviz" required="true" />
	<!-- 第一次启动没有配置文件，可以将 arg=.. 删掉，第一次启动后，保存rviz配置文件，并将该配置文件的路径设为此处的参数 -->
</launch>

我们可以看到，这与启动显示机器人的launch文件几乎一样，只是多启动了一个 名为 arbotix 的节点。

2、创建配置文件

请在当前功能包的config文件夹下创建 名为 fake_krobot_arbotix.yaml
的文件。内容如下：

controllers: {
   base_controller: {type: diff_controller, base_frame_id: base_footprint, base_width: 0.26, ticks_meter: 4100, Kp: 12, Kd: 12, Ki: 0, Ko: 50, accel_limit: 1.0 }
}

3、运行仿真环境

roslaunch <你的launch文件>

五、运行分析

此时我们看看有哪些节点：

ok我们可以看到 arbotix 节点成功跑起来了。
在看看有哪些 topic：

到这里还看不出来什么，我们需要用 arbotix 控制小车跑起来才行啊。
回想最初的小海龟例程，我们是不是用键盘来控制小海龟运动？其实，我们是发送了 /cmd_vel 的 topic 来控制海龟，其实，这个消息就是控制小车运动的消息，以后会多次遇到的。
也就是说，我们只要能发送 /cmd_vel 的 topic 就可以了是吧？那么我们就可以复用别人的功能包了。

运行键盘控制节点:

roslaunch mbot_teleop mbot_teleop.launch 

我这里用的是 胡春旭《ROS开发实践》的代码包，如果你用的别的，也可以，只要保证能发送 /cmd_vel 的 topic 就可以了。

启动之后，我们再来看看有哪些节点和 topic ：


此时我们可以清楚的看到 /mbot_teleop 向 /arbotix 发送了 /cmd_vel 。 /arbotix 接收后，会做出相应操作，驱动小车做运动，再根据 Tf 变换，将小车的运动姿态，实时在 rviz 中显示出来。
这就是最开头的：arbotix节点接受 /cmd_vel topic ,并驱动小车运动。

六、问题分析

在 rviz 中，应将 fixed_frame 设置为 odom 坐标系，即里程计坐标系。但是出现下列问题：
设为 odom 后，小车模型显示不出来，只有设置为 base_link 时才能显示。

而且，你用键盘控制，会发现，小车没有移动，是 footprint 在移动？？

注意，你要显示的是 /robot_model 话题噢。具体报错信息是：
No Transform from […] to […]

很显然，是 TF 变换除了问题，没有 base_link 到 odom 的转换，所以 base_link 上所有 link 都会报错 no transform to odom。

那怎么办，写一个里程计？因为里程计就是要发布 base_link 到 odom 的TF变换。

其实这里不用，我们看看 arbotix 的具体信息：

这里 arbotix 已经发布了 /odom topic ，在这里我们不需要自己写一个里程计。
那么问题处在哪里？经过查找，是没有在 urdf 文件中定义 base_link 到 base_footprint 的 joint。
这个 base_footprint 就把它看成是你的起点，你也要定义他到世界中心的关系。

 <link name="base_footprint">
            <visual>
                <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
                <geometry>
                    <box size="0.001 0.001 0.001" />
                </geometry>
            </visual>
     </link>

      

        <joint name="base_footprint_joint" type="fixed">
            <origin xyz="0 0 0.033" rpy="0 0 0" />        
            <parent link="base_footprint"/>
            <child link="base_link" />
        </joint>

修改之后，问题解决，再次启动键盘控制，ok。