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

roscore

③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.launch

2.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}}'