无人驾驶——Ros+simulink（matlabR2016a）+carsim8.02三者联合仿真

无人驾驶——Ros+simulink（matlabR2016a）+carsim8.02三者联合仿真

0.前言

在进行无人车的规划、控制算法调试时，直接在实车上进行不仅危险且效率低下，一个好的运动学仿真平台将会加速开发进度。Carsim非常适合进行车辆动力学仿真，但是只能运行在Windows系统上，好在它可以连接Simulink。而无人车的规划、控制算法通常运行在Linux系统上，各个模块通常使用ROS进行连接。本篇文章提供一种方法，将ROS 、 Simulink、carsim进行互联，完成规划、控制算法的动力学仿真。

这几天实验室跟着师兄做路径追踪，simulink与carsim联合仿真很成功，但是我们的代码需要转到ROS平台上运行，这就涉及到ROS、Carsim与simulink的联合仿真，所以特地记录一下其中过程。

具体可参考如下两篇博客：
无人驾驶——Ros_simulink_carsim三者联合仿真
https://blog.csdn.net/qq_33125039/article/details/89791015
ROS、Simulink、Carsim的互联与规划、控制算法的验证
https://zhuanlan.zhihu.com/p/62024133

1. 准备工作

• a、硬件基础：PC1和PC2使用路由器连接在同一局域网
• b、PC1为Ubuntu系统，运行规划、控制算法，各模块使用 ROS进行通信
• c、PC2为Windows系统，运行Simulink和Carsim

2. PC1上的ROS节点建立

建立两个ROS节点

• 一个为 Talker 负责接收Carsim模型传来的指令，进行数据处理后，计算出前轮转角然后进行发送。
• 一个为 Listener接收车辆的位姿信息(可以不用Listener节点)。(此处msgs仅为示例，需结合具体的工程项目建立相应的node和topic)。

(具体Talke节点和Listener节点的创建可参考如下链接)
https://www.ncnynl.com/archives/201608/499.html
https://www.ncnynl.com/archives/201608/509.html

也可以写一个接收消息，处理消息后再发送消息的talker节点（我做的就是这样的），方法可参考如下：
https://blog.csdn.net/ding977921830/article/details/70168877

第一步：查询Ubuntu电脑对应的IP地址

其中roscore上的相关信息可能需要在.bashrc文件修改好后才能显示(下面会介绍)

第二步，进入主文件夹，使用从Ctrl + H快捷键显示隐藏的文件

双击 .bashrc文件，在末尾加入两行代码

其中192.168.0.101（每个人的不一样，按自己电脑的IP填写）为PC1的IP地址

3.PC2上的设置

第一步：查询windows机器中的ip地址

win+R后输入CMD，然后输入ipconfig /all即可查询

第二步：在simulink中去设置

注意192.168.49.154是window(PC2)中的ip地址
而192.168.49.155是Ubuntu（PC1）中的ip地址(按自己的来填写)

一般来说，如果两台电脑连接到同一个wifi，IP地址前3个数字都是一样的！！！！


至此，PC1与PC2设置完成，他们之间可以通信。
可以通过如下来验证

这里的192.168.1.165是Ubuntu主机的ip地址

4.Carsim的通道设置

输入通道分别为左右前轮转角和后轮转角

输出通道分别为X、Y、X速度、Y速度，YAW，YAW速度

5.PC2上的Simulink模型的搭建

模型框架如上
(由于算法需要6维的输入，所以搞得比较复杂，而且我也懒得改msg类型，所以在别的模型基础上修改了一些东西，大家可以根据需要修改)
以下是具体的参数设置

1）接收节点

进入simulink library browser中的ROS工具箱，添加subscribe工具箱，并双击，将弹出如下的窗口

1. 选择topic的来源
2. 编辑topic的名称，输入/control，与ROS的talker节点里的topic对应
3. 选择msg的类型，与talker节点里的topic的msg对应

2）总线选择器的设置

添加总线选择器模块bus selector，以subscribe的msg引脚作为它的输入，并双击进行参数设置

使用select按钮进行bus selector输出引脚的定义

3）发送节点的定义

从Simulink library browser中的ROS工具箱添加空白消息模块blank message，该模块用于创建ROS消息，并双击进行参数设置


由于只能选择它已有的msg类型，而我需要汽车6维的输入，只能生搬硬套啦。(ಡωಡ)
注意：Message类型与ROS中的listener节点中的消息类型要一致

4）总线分配器

从Simulink library browser中添加bus assignment模块，并双击打开如下窗口，使用select按钮进行输出通道设置

5）发布者模块

从Simulink library browser中的ROS工具箱添加publish模块，并双击进行参数设置

Topic为/simulink_pose，与ROS中的listener节点的话题名字对应 Message的类型与listener节点的消息类型对应

6.启动

两台PC通信成功后

1. 在Ubuntu依次用roscore、rosrun运行talker节点。
2. 接着在simulink下点击运行，等待simulink编译完成

完成上述步骤就可以实现Carsim与simulink的联合仿真了。

效果如下：
PC1

PC2

附：mdl模型下载链接

https://github.com/GGZ-hey/ROS_with_simulink