ROS2 与 Gazebo 联合仿真项目模版

系列文章目录

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前言

一个集成了 ROS 2 和 Gazebo 模拟器的模板项目。

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一、包含的软件包

• ros_gz_example_description - 保存模拟系统的 sdf 描述和其他文件。

• ros_gz_example_gazebo - 保存 gazebo 专用代码和配置。也就是说，系统在这里结束。

• ros_gz_example_application - 保存 ros2 的特定代码和配置。

• ros_gz_example_bringup - 保存启动文件和高级实用程序。

二、安装

2.1 安装要求

1. 选择 ROS 和 Gazebo 组合 https://gazebosim.org/docs/harmonic/ros_installation 注意：如果你使用的是 ROS 2 的特定且不支持的 Gazebo 版本，可能需要设置 GZ_VERSION 等环境变量：

export GZ_VERSION=garden

2. 安装必要的工具

sudo apt install python3-vcstool python3-colcon-common-extensions git wget

2.2 作为模板使用

直接 Use this template 并在 Github 上创建项目库。

或者先创建一个工作区，然后克隆模板库：

mkdir -p ~/template_ws/src
cd ~/template_ws/src
wget https://raw.githubusercontent.com/gazebosim/ros_gz_project_template/main/template_workspace.yaml
vcs import < template_workspace.yaml

三、用法

3.1 安装依赖项

cd ~/template_ws
source /opt/ros/<ROS_DISTRO>/setup.bash
sudo rosdep init
rosdep update
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -i -y --rosdistro <ROS_DISTRO>

3.2 构建项目

colcon build --cmake-args -DBUILD_TESTING=ON

3.3 source 工作空间

. ~/template_ws/install/setup.sh

3.4 启动仿真

ros2 launch ros_gz_example_bringup diff_drive.launch.py

四、详细用法

4.1 软件包结构

此时，你的项目中将包含以下软件包：

• ros_gz_example_application - 保存 ROS 2 的特定代码和配置。即控制、规划或任何高级算法所在的位置。
  ├── CMakeLists.txt
  ├── package.xml
  ├── src
  └── …

• ros_gz_example_bringup - 保存启动文件和高级实用程序，是 ROS 与 Gazebo 之间的通信桥梁。任何机器人或硬件的特定配置都放在这里。
  ├── config
  │ ├── ros_gz_example_bridge.yaml
  │ └── diff_drive.rviz
  ├── launch
  └── diff_drive.launch.py

• ros_gz_example_description - 保存模拟系统的 SDF 描述和任何其他模拟资产。
  ├── hooks
  │ └── ros_gz_example_description.dsv.in
  ├── models
  ├── diff_drive
  ├── model.config
  └── model.sdf

• ros_gz_example_gazebo - 保存 Gazebo 的特定代码和配置。也就是说，这里是用户自定义世界和自定义系统插件的最终归宿。
  ├── include
  │ └── ros_gz_example_gazebo
  │ ├── BasicSystem.hh
  │ └── FullSystem.hh
  ├── src
  │ ├── BasicSystem.cc
  │ └── FullSystem.cc
  ├── worlds
  └── diff_drive.sdf

4.2 仿真资源配置

仿真资产包括URDF或SDF中的模型或机器人描述、网格和材料文件，以帮助可视化机器人的不同部分，最后将所有这些元素编译到模拟世界的SDF中。Gazebo 提供了几种不同的机制来定位这些资源，并通过 GZ_SIM_RESOURCE_PATH 环境变量来初始化搜索，详情请参见 gz-sim API 中的资源查找。

ROS 和 Gazebo 解析 URI 的方式有所不同，ROS 可以处理 package:// URI，但 SDFormat 默认只支持 model://。现在，libsdformat 可以将 package:// 转换为 model:// URI。因此，可以通过 "安装 "模型目录并将模型路径导出到环境中来加载现有的仿真资产。

这可以使用 DSV 文件中的 colcon 环境钩子（ROS 软件包提供的 shell 脚本）自动完成。无论何时在工作区中生成设置文件，这些环境钩子也会被生成。请参阅在 GZ_SIM_RESOURCE_PATH 中预置模型共享路径的示例，它可以让 Gazebo 使用 model:// URI 从 ROS 软件包中加载模型。

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总结