ROS入门(六)——仿真机器人二（Xacro+Rviz+Arbotix小车运动）
所用的学习链接：
【奥特学园】ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程P252-270
【以上视频笔记见http://www.autolabor.com.cn/book/ROSTutorials/】
前文参考ROS入门(五)——仿真机器人一（URDF+Rviz）
一、介绍
1.Xacro作用
Xacro 是 XML Macros 的缩写，Xacro 是一种 XML 宏语言，是可编程的 XML。
对于一个机器人，我们往往会有多个相类似的组件，例如车子的左轮和右轮，直接编写URDF文件会导致代码量重复，因此我们需要Xacro来起到一种函数封装的作用。在Xacro中，一些参数可以设置为定量和变量，在创建时传入变量，可以实现相似组件的批量生成。
它也可以实现变量计算和求解，避免一些运算中的人力劳动。
2.目标
1.创建底座和车轮的xacro文件
2.编写摄像头和雷达的 xacro 文件
3.编写一个组合文件，组合底盘、摄像头与雷达
4.通过 launch 文件启动 Rviz 并显示模型3.Xacro语法
（1）属性
- 定义属性
即定义一些常量和数值，如小车高度、离地距离，在本次实操中数值固定。例如要定义PI=3.1415927
- 属性调用
${属性名称}- 算术运算
${数学表达式}（2）宏
- 宏定义
即算法中的函数，可以对相同结构和属性进行封装.
.....
- 宏调用
调用创建好的宏，可以传入一批参数，和宏中定义的参数统一。
（3）计算样例
实现1+6=7的宏定义和宏调用
（4）组合样例
在完成单独组件的xacro文件编写后，我们会希望将更多组件组合在一起，拼接成一个完整的模型，则需要新生成一个用于组合的xacro文件，运行launch时直接调用该文件。
二、分别创建车体、摄像头和雷达
1.创建底座和车轮（车体）
在之前文章中生成的xacro文件夹中，我们创建一个表示车体的xacro文件【t1_car.xacro】
2.创建摄像头
在之前文章中生成的xacro文件夹中，我们创建一个表示摄像头的xacro文件【t2_camera.xacro】
3.创建雷达
在之前文章中生成的xacro文件夹中，我们创建一个表示雷达的xacro文件【t3_laser.xacro】
三、组件组合
方法一（不推荐）：转换成urdf后组合
在xacro文件夹下打开继承终端，运行。
# rosrun xacro xacro xxx.xacro > xxx.urdf
rosrun xacro xacro t1_car.xacro > t1_xacro_car.urdf此时将xacro转换为urdf文件，后在launch中调用。调用方式可参考ROS入门(五)——仿真机器人一（URDF+Rviz）
方法二（推荐）：新建xacro组合文件
在完成单独组件的xacro文件编写后，我们会希望将更多组件组合在一起，拼接成一个完整的模型，则需要新生成一个用于组合的xacro文件，运行launch时直接调用该文件就可以将所有组件一起显示。
需要组合的xacro：
- t1_car.xacro 【车体+车轮】
- t2_camera.xacro 【摄像头】
- t3_laser.xacro 【雷达】
新建一个t4_123combine.xacro文件，组合各个组件
四、launch调用xacro并运行rviz
1.编辑launch文件
在launch文件夹下新建一个launch文件【t4_xacro.launch】
2.运行launch文件
①ctrl+shift+b编译
②打开新终端1
roscore③打开新终端2
roslaunch urdf_rviz t4_xacro.launch正常显示
五、小车运动（Arbotix）
1.安装Arbotix
下载源码
git clone https://github.com/vanadiumlabs/arbotix_ros.git将下载好的文件夹复制到 工作空间/src 下
2.配置
（1）控制文件
在 src/config 目录下新建一个文件 control.yaml
# 该文件是控制器配置,一个机器人模型可能有多个控制器，比如: 底盘、机械臂、夹持器(机械手)....
# 因此，根 name 是 controller
controllers: {
# 单控制器设置
base_controller: {
#类型: 差速控制器
type: diff_controller,
#参考坐标
base_frame_id: base_footprint,
#两个轮子之间的间距
base_width: 0.2,
#控制频率
ticks_meter: 2000,
#PID控制参数，使机器人车轮快速达到预期速度
Kp: 12,
Kd: 12,
Ki: 0,
Ko: 50,
#加速限制
accel_limit: 1.0
}
}（2）launch 文件中配置 arbotix 节点
在launch文件夹中新建一个 t5_arbotix.launch 文件，文件内容：
调用了 arbotix_python 功能包下的 arbotix_driver 节点 arbotix 驱动机器人运行时，需要获取机器人信息，可以通过 file 加载配置文件 - 在仿真环境下，需要配置 sim 为 true
3.启动
1.运行launch，打开rviz
roslaunch urdf_rviz t5_arbotix.launch2.设置Fixed name为odom
3.Add添加odometry
4.设置odometry的Topic为/odom（展示运动轨迹）
5.检验
打开一个终端，输入
rostopic list发现有一个/cmd_vel，说明发布 cmd_vel 话题消息控制小车运动了
6.运动起来
通过自定义线速度角速度，使小车自动运动
rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0.5}}'
