gazebo仿真ros2两轮差速小车没有控制的情况下缓慢移动后退

最近在做一款2轮差速的机器人小车,在做gazebo仿真的时候,发现小车一直在缓慢的后退,一边后退一边缓慢拐弯。

环境:ros2  foxy   gazebo-11

小车xacro模型代码








  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

  
  
    
      
      
      
    
  
  
  
    
      
      
      
    
  
  
  
    
      
      
    
  

  
  
    
      
        
      
      
        
      
    
    
    
      
        
      
    
    
    
  

  
  
  
  
    
    
    
  

  
  
    
      
        
        
          
        
        
          
        
      
      
      
        
        
          
        
      
      
      
    
    
    
      
      
      
      
    
  
  
  
  

    
  
    
      
        
        
      

      
      left_wheel_joint
      right_wheel_joint

      
      ${base_width+wheel_width}
      
      ${wheel_radius*2}
      

      
      20
      1.0

      
      
      true
      
      true
      
      true

      
      odom
      
      base_link
    
  

  
  
    
      
        
        
      
      
        
      
    
    
    
      
      
        
      
    
    
    
  
  
  
    Gazebo/Black
  
  
  
    
    
    
    
  
  
  
    
    
    
  
  
  
    
      
        
      
    
    
    
      
        
      
    
    
    
  
  
  
    
    
    
  
  
  
    
      
        
          
          
          ~/out:=imu
        
        
        true
      
      true
      
      100
      true
      
        
        
          
            
              0.0
              2e-4
              0.0000075
              0.0000008
            
          
          
            
              0.0
              2e-4
              0.0000075
              0.0000008
            
          
          
            
              0.0
              2e-4
              0.0000075
              0.0000008
            
          
        
        
        
          
            
              0.0
              1.7e-2
              0.1
              0.001
            
          
          
            
              0.0
              1.7e-2
              0.1
              0.001
            
          
          
            
              0.0
              1.7e-2
              0.1
              0.001
            
          
        
      
    
  

  
  
    
      
      
        
      
    
    
    
    
    
  
  
  
    
    
    
  

  
    
      true
      false
      5
      
        
          
            360
            1.000000
            0.000000
            6.280000
          
        
        
          0.120000
          3.5
          0.015000
        
        
          gaussian
          0.0
          0.01
        
      
      
        
          ~/out:=scan
        
        sensor_msgs/LaserScan
        laser
      
    
  
  
  
    
      
      
        
      
    
    
    
    
    
  
  
  
    
    
    
  
  
  
  
  

gazebo仿真launch启动程序

# 此launch文件是机器人仿真程序,包含 gazebo启动,机器人仿真生成,机器人模型状态发布
import os
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import ExecuteProcess
from launch_ros.actions import Node
from launch_ros.substitutions import FindPackageShare
from launch.substitutions import LaunchConfiguration
import xacro

def generate_launch_description():
    robot_name_in_model = 'jtbot'         #机器人模型名字
    package_name = 'jtbot_description'    #模型包名

    remappings = [('/tf', 'tf'),
                  ('/tf_static', 'tf_static')]

    ld = LaunchDescription()
    use_sim_time = LaunchConfiguration('use_sim_time', default='true')
    pkg_share = FindPackageShare(package=package_name).find(package_name) 
    gazebo_world_path = os.path.join(pkg_share, 'world/jt.world')        #世界仿真文件路径
    default_rviz_config_path = os.path.join(pkg_share, 'rviz/mrviz2.rviz')  #rviz配置文件路径
    urdf_xacro_file = os.path.join(pkg_share, 'urdf/jtbot_base.urdf.xacro') #xacro模型文件路径
    #解析xacro模型文件
    doc = xacro.parse(open(urdf_xacro_file))
    xacro.process_doc(doc)
    params = {'robot_description': doc.toxml()}

    # 开启ros Gazebo server
    start_gazebo_cmd = ExecuteProcess(
        cmd=['gazebo',
        '--verbose', 
        gazebo_world_path,
        #初始化gazebo-ros
         '-s', 'libgazebo_ros_init.so', 
        #gazebo产卵程序启动  
         '-s', 'libgazebo_ros_factory.so',    
         ],
        output='screen')
 

    # gazebo内生成机器人
    spawn_entity_cmd = Node(
        package='gazebo_ros', 
        executable='spawn_entity.py',
        arguments=['-entity', robot_name_in_model,  '-topic', 'robot_description'], 
        output='screen',
        parameters=[{'use_sim_time': use_sim_time}]
        )
	
       # Start Robot State publisher
    start_robot_state_publisher_cmd = Node(
        package='robot_state_publisher',
        executable='robot_state_publisher',
        output='screen',
        remappings=remappings,
        parameters=[params,{'use_sim_time': use_sim_time}]
    )   

    ## Launch RViz
    # start_rviz_cmd = Node(
    #     package='rviz2',
    #     executable='rviz2',
    #     name='rviz2',
    #     output='screen',
    #     arguments=['-d', default_rviz_config_path]
    #     )

    ld.add_action(start_gazebo_cmd)
    ld.add_action(spawn_entity_cmd)
    ld.add_action(start_robot_state_publisher_cmd)
    # ld.add_action(start_rviz_cmd)


    return ld

仿真效果:

gazebo仿真ros2两轮差速小车没有控制的情况下缓慢移动后退_第1张图片

 小车实际重量在20公斤左右。

经测试,小车缓慢移动只和urdf文件惯性参数有关,就是下面这段代码:

当我们把m=20,这里是国际单位公斤。以真实重量测试仿真小车。2-3秒钟后已经离开了出生的中心,并且后他的速度肉眼可见。

gazebo仿真ros2两轮差速小车没有控制的情况下缓慢移动后退_第2张图片

 当我们把m=5,后退的速度明显减慢。当我们把base_link重量设到1公斤以下,小车不再移动。

 我也找了小鱼讲课的代码,把base_link重量加到10,也会发生移动,说明这基本是普遍现象,只要把重量设小一点就不会影响实验效果了。

总结

gazebo仿真是理想状态下仿真,在现实情况下车轴是有摩擦力的,所以真实的小车是不会动的,要想不动,应该也要给车轴加上摩擦力,但是我给支撑轮加上了摩擦力,效果也不是很明显,这也许是gazebo的bug,不过这超出了我们仿真的范围了 。

注意事项

xacro写的模型文件简化了代码复用,但不能在gazeo和rviz2下直接运行,需要转换成urdf格式,转换方法看我xazro模型的备注,如果不转换按我的launch文件在启动前转换也能正常启动。

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