使用roslaunch启动Gazebo、world文件和URDF模型

1 使用roslaunch打开世界模型

这个 roslaunch工具是启动ROS节点和在ROS中启动机器人的标准方法。开始一个空的Gazebo world 和rosrun命令类似，只需运行

roslaunch gazebo_ros empty_world.launch

1.1 roslaunch Arguments：

paused：
以暂停状态启动gazebo（默认为false）

use_sim_time
告诉ROS节点请求时间以获取Gazebo发布的模拟时间，在ROS主题/时钟上发布（默认为true）

gui
启动Gazebo的用户界面窗口（默认为true）

headless(deprecated)recording(previously called headless)
启用露台状态日志记录

debug
使用gdb在调试模式下启动gzserver（Gazebo服务器）（默认为false）

verbose
使用--verbose运行gzserver和gzclient，将错误和警告打印到
终端（默认为false）

server_required
当gzserver（Gazebo服务器）退出时终止启动脚本（默认为false）

gui_required
当gzclient（用户界面窗口）退出时终止启动脚本（默认为false）

1.2 例子：roslaunch命令

通常，这些参数的默认值就是您所需要的，但仅举个例子：

roslaunch gazebo_ros empty_world.launch paused:=true use_sim_time:=false gui:=true throttled:=false recording:=false debug:=true verbose:=true gui_required:=true

1.3 启动其他演示世界

其他演示世界已经包含在gazebo_ros包装，包括：

roslaunch gazebo_ros willowgarage_world.launch
roslaunch gazebo_ros mud_world.launch
roslaunch gazebo_ros shapes_world.launch
roslaunch gazebo_ros rubble_world.launch

通知mud_world.launch启动一个简单的关节机构。启动文件mud_world.launch包含以下内容：

在这个启动文件中，我们继承了empty_world.launch的大部分必要功能。我们唯一需要更改的参数是world_name参数，替换empty.world的world文件mud.world文件。其他参数只需设置为其默认值。

1.4 world文件

继续我们的mud_world.launch文件，现在我们将查看mud.world文件。mud.world的前几个组成部分如下所示：

  
    
      
        model://sun
      
      
        model://ground_plane
      
      
        model://double_pendulum_with_base
        pendulum_thick_mud
        -2.0 0 0 0 0 0
      
      ...
    
  

请参阅下面的部分以查看您计算机上的完整世界文件。

在这个世界文件片段中，您可以看到三个模型被引用。这三个模型将在您当地的Gazebo模型数据库中搜索。如果没有找到，他们会自动从Gazebo的在线数据库中提取出来。

你可以学习更多的世界文件在Build A World教程.

在计算机上查找世界文件

世界文件位于/worlds你的gazebo资源路径的目录。此路径的位置取决于您如何安装gazebo和您所在的系统类型。要查找Gazebo资源的位置，请使用以下命令：

env | grep GAZEBO_RESOURCE_PATH

典型的路径可能是/usr/local/share/gazebo-1.9,添加 /world到路径的末尾，你应该有一个包含Gazebo使用的世界文件的目录，包括mud.world文件。

2 创建您自己的gazebo ROS包

在继续讨论如何在Gazebo中生成机器人之前，我们将首先回顾一下在Gazebo中使用ros的文件层次标准，以便我们可以在以后进行假设。

现在，我们假设您的catkin工作区命名为catkin_ws，不过你可以随意命名。因此，您的catkin工作区可能位于计算机上的以下位置：

/home/user/catkin_ws/src

根据ROS标准，所有关于你的机器人型号和描述都在一个名为/MYROBOT_description,所有与Gazebo一起使用的world文件和launch文件都位于一个名为/MYROBOT_gazebo。请将“MYROBOT”替换为小写的bot名称。对于这两个包，您的层次结构应该如下所示：

../catkin_ws/src
    /MYROBOT_description
        package.xml
        CMakeLists.txt
        /urdf
            MYROBOT.urdf
        /meshes
            mesh1.dae
            mesh2.dae
            ...
        /materials
        /cad
    /MYROBOT_gazebo
        /launch
            MYROBOT.launch
        /worlds
            MYROBOT.world
        /models
            world_object1.dae
            world_object2.stl
            world_object3.urdf
        /materials
        /plugins

记住命令catkin_create_pkg用于创建新包，但如果需要，也可以很容易地将其应用于rosbuild。这些文件夹和文件中的大多数应该是不言而喻的。

2.1 创建自定义世界文件

您可以创建自定义.world您自己的ROS包中特定于您的机器人和软件包的文件。在这个小教程中，我们将创建一个有地面、太阳和加油站的空世界。以下是我们推荐的惯例。一定要用bot的名称替换MYROBOT，或者如果没有要测试的robot，只需将其替换为类似“test”的内容：

• 创建一个ROS包惯例为MYROBOT_gazebo
• 在这个包中，创建一个launch文件夹
• 在launch文件夹创建一个YOUROBOT.launch包含以下内容的文件（默认参数除外）

• 在同一个包中，创建一个worlds文件夹，并创建MYROBOT.world包含以下内容：

• 
  
    
      
        model://ground_plane
      
      
        model://sun
      
      
        model://gas_station
        gas_station
        -2.0 7.0 0 0 0 0
      
    
  

• 现在您应该可以使用以下命令将您的自定义世界（带有加油站）启动到Gazebo中：

  . ~/catkin_ws/devel/setup.bash
  roslaunch MYROBOT_gazebo MYROBOT.launch

  您将看到以下世界模型（用鼠标滚轮缩小）：

 在本教程的其余部分，你的MYROBOT_gazebo empty world世界需要运行。

2.2 在Gazebo中编辑世界文件

您可以将其他模型插入到robot的world文件中并使用File->Save作为命令将您编辑的世界导出回您的ROS包。

3 使用roslaunch制造URDF机器人

有两种方法可以启动你的基于URDF的机器人进入gazebo使用roslaunch :

ROS服务调用生成方法（ROS Service Call Spawn Method）

第一种方法让机器人的ROS包在计算机和存储库检查之间更具可移植性。它允许您保持机器人相对于ROS包路径的位置，但也要求您使用一个小（python）脚本进行ROS服务调用。

模型数据库方法（Model Database Method）

第二种方法允许您在.world文件，看起来更干净、更方便，但需要您通过设置环境变量将机器人添加到Gazebo模型数据库中。

我们将讨论这两种方法。总的来说，我们推荐的方法是使用ROS Service Call Spawn Method

3.1 "ROS Service Call" Robot Spawn Method

此方法使用一个名为spawn_model向发出服务调用请求gazebo_ros ROS节点（在rostopic命名空间中简称为gazebo）将自定义的URDF添加到gazebo中。这个spawn_model脚本位于gazebo_ros包。可以按以下方式使用此脚本：

rosrun gazebo_ros spawn_model -file `rospack find MYROBOT_description`/urdf/MYROBOT.urdf -urdf -x 0 -y 0 -z 1 -model MYROBOT

查看所有可用参数spawn_model包括namespaces、trimesh特性、关节位置和RPY方向

运行：

rosrun gazebo_ros spawn_model -h

3.1.1 与Baxter的URDF示例

如果你还没有一个URDF测试，作为一个例子，你可以下载baxter_description包从 Rethink Robotics的巴克斯特公用baxter_common巴克斯特公用b报告。运行以下命令将此包放入您的catkin工作区：

git clone https://github.com/RethinkRobotics/baxter_common.git

现在应该有一个名为baxter.urdf位于 baxter_description/urdf/内，您可以运行：

rosrun gazebo_ros spawn_model -file `rospack find baxter_description`/urdf/baxter.urdf -urdf -z 1 -model baxter

然后您将看到类似于：

 要将其直接集成到ROS启动文件中，请重新打开该文件MYROBOT_gazebo/launch/YOUROBOT.launch，加入以下段在标签之前：

启动此文件时，您将看到与使用时相同的结果rosrun 。

3.1.2 XACRO PR2示例

如果您的URDF不是XML格式而是XACRO格式，您可以对启动文件进行类似的修改。您可以通过安装以下软件包来运行此PR2示例：

 ROS Jade:

sudo apt-get install ros-jade-pr2-common

然后将其添加到本教程前面创建的启动文件中：

启动此文件后，您将看到加油站中的PR2，如图所示：

 

 注意：在本文中，由于gazebo API的变化，控制台输出仍有许多错误和警告需要从PR2的URDF中修复。

 3.2 "Model Database" Robot Spawn Method

第二种将机器人产生到GAZEBO的方法允许您将您的机器人包含在.world文件，看起来更干净、更方便，但也需要您通过设置环境变量将机器人添加到Gazebo模型数据库中。此环境变量是必需的，因为ROS依赖性与gazebo分离；不能在.world内部直接使用URDF包路径,因为Gazebo没有ROS包的概念。

要完成此方法，必须创建一个新的模型数据库，其中只包含您的单个机器人。这不是将你的URDF加载到gazebo的最干净的方法，但它实现了这样一个目标：不必在计算机上保留两个URDF机器人副本。如果以下说明令人困惑，请返回到凉亭模型数据库Gazebo Model Database凉亭模型数据库,了解为什么需要这些步骤的文档。

我们将假设您的ROS工作区文件层次结构是按照上述部分所述设置的。唯一不同的是现在model.config文件已添加到 MYROBOT_description包装如下：

../catkin_ws/src
    /MYROBOT_description
        package.xml
        CMakeLists.txt
        model.config
        /urdf
            MYROBOT.urdf
        /meshes
            mesh1.dae
            mesh2.dae
            ...
        /materials
        /plugins
        /cad

通过以下文件夹/文件，该层次结构特别适合用作 Gazebo model database：

• /home/user/catkin_workspace/src-这被视为 Gazebo Model Database的位置
• /MYROBOT_description-此目录被视为单个Gazebo模型文件夹
• model.config-这是Gazebo在其数据库中查找此模型所需的配置文件
• MYROBOT.urdf-这是你的机器人描述文件，也被Rviz使用，MoveIt等
• /meshes-把你的.stl或.dae文件放这里面，就像普通的URDF一样model.config

model.config

每个模型都必须有一个model.config在模型根目录中，它包含模型的配置文件。基本上把这个复制到model.config，替换MYROBOT.urdf： 

  
  
    MYROBOT
    1.0
    urdf/MYROBOT.urdf
    
      My name
      [email protected]
    
    
      A description of the model
    
  

与sdf不同，不需要用于URDFs时的标记。更多信息请参见Gazebo模型数据库文档。

环境变量

最后，您需要将一个环境变量添加到 你的.bashrc 文件中。告诉Gazebo在哪里查找模型数据库。使用您选择的编辑器编辑“~/.bashrc”。检查你是否已经有GAZEBO_MODEL_PATH定义。如果已经有一个，请使用分号附加到它，否则添加新的导出。假设你的 Catkin工作区在~/catkin_ws/，您的路径应该类似于：

  export GAZEBO_MODEL_PATH=/home/user/catkin_ws/src/

在gazebo上观看-手动

现在，通过启动Gazebo来测试新Gazebo模型数据库是否配置正确：

  gazebo

 然后单击左边的“Insert”选项卡。您可能会看到几个不同的下拉列表，它们表示系统上可用的不同模型数据库，包括联机数据库。找到与您的机器人对应的数据库，打开子菜单，单击机器人的名称，然后使用鼠标在gazebo中选择一个位置放置机器人。

gazebo上观看-roslaunch使用模型数据库

模型数据库方法的优点是，现在您可以直接在world文件中包含robot，而无需使用ROS包路径。我们将使用“Creating a world file”一节中的相同设置，但要修改世界文件：

• 在同一个范围内MYROBOT_description/launch文件夹，编辑MYROBOT.world。包含以下内容：

  
    
      model://ground_plane
    
    
      model://sun
    
    
      model://gas_station
      gas_station
      -2.0 7.0 0 0 0 0
    
    
      model://MYROBOT_description
    
  

 您现在可以使用Gazebo和Gazebo命令启动您的Gazebo：

roslaunch MYROBOT_gazebo MYROBOT.launch

这种方法的缺点是MYROBOT_description和MYROBOT_gazebo在计算机之间不太便利，在能够使用这些ROS包之前，你在任何新系统上首先必须设置GAZEBO_MODEL_PATH使用这些ROS。

4 从package.xml导出模型路径

gazebo_ros

  
  

${prefix}是一些用户可能不需要在这里立即知道和需要。

另外，如果你有一些关于如何从ROS端调试这些路径的信息也会很有用，例如，你可以使用这些信息rospack plugins --attrib="gazebo_media_path" gazebo_ros，检查将由gazebo接收的媒体路径。