从零入门激光SLAM（六）——ROS常用工具箱-Toy模板网

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大家好呀，我是一个SLAM方向的在读博士，深知SLAM学习过程一路走来的坎坷，也十分感谢各位大佬的优质文章和源码。随着知识的越来越多，越来越细，我准备整理一个自己的激光SLAM学习笔记专栏，从0带大家快速上手激光SLAM，也方便想入门SLAM的同学和小白学习参考，相信看完会有一定的收获。如有不对的地方欢迎指出，欢迎各位大佬交流讨论，一起进步。博主创建了一个科研互助群Q：772356582，欢迎大家加入讨论。

ROS中提供的工具箱有很多，但我们最常用的只有3个，二维RQT，三维RVIZ，仿真Gazebo，掌握这三种就基本够用了。下面将详细介绍这三个工具箱的具体用法。

1.RQT

下面展示常用的Rqt工具箱用法，更多的用法见官方网站http://wiki.ros.org/rqt_common_plugins

rqt_graph

$ rosrun rqt_graph rqt_graph  #查看各ros节点之间的逻辑关系图

从零入门激光SLAM（六）——ROS常用工具箱

rqt_plot

$ rosrun rqt_plot rqt_plot  #rqt_plot命令可以在滚动时间图上显示发布到某个话题上的数据。

从零入门激光SLAM（六）——ROS常用工具箱

rqt_image_view

$ rqt_image_view  #查看图片话题。

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rqt_tf_tree

$ rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree  #查看坐标系之间的关系，TF树。

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rqt_bag

$ rqt_image_view  #查看rosbag的数据，能够可视化图片和时间戳，并且可以选择话题进行发布，能够随时启动，暂停以及快进，但不能可视化三维消息。

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2.RVIZ

2.1 简介

RVIZ是一款强大的三维可视化工具，很好地兼容了各种基于ROS软件框架的机器人平台。能够可视化绝大多数的传感器数据。rviz安装

sudo apt-get install rviz

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下面带大家先看看RVIZ能实现什么效果，具体的代码后面会讲到。

2.2 显示点云

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可利用Select选择点云获取具体信息

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2.3 显示图像

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2.4 显示Odometry

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2.5 显示IMU

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2.6 显示boundingbox

使用jsk_recognition_msgs

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同时RVIZ提供marker接口，用户可以根据自己的定义将marker显示在RVIZ中，其可以定义marker的主要类型如下图所示。

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2.7 显示path

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2.8 显示地图

栅格地图

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点云地图

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八叉树地图

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3.GAZEBO

3.1 简介

ROS中的Gazebo是一个广泛使用的开源物理仿真引擎，它能够模拟多种类型的机器人、车辆、传感器、环境等，并且可以在仿真环境中进行开发、测试和验证机器人控制算法和传感器数据处理算法。

Gazebo提供了以下功能：

物理仿真：Gazebo通过运用物理引擎来模拟物体的运动和碰撞，从而提供真实的物理交互和物体运动效果。
传感器仿真：Gazebo可以模拟各种类型的传感器，如激光雷达、摄像头、IMU、GPS等，并且可以生成各种类型的传感器数据，以便在仿真环境中进行传感器数据处理算法的开发和测试。
环境仿真：Gazebo可以创建复杂的三维环境，包括地形、建筑物、天气等，以模拟现实世界中各种不同的场景。
ROS集成：Gazebo可以与ROS集成，使得用户可以通过ROS对Gazebo中的机器人进行控制和通信，从而更加方便地进行机器人开发和测试。

综上所述，Gazebo是一个非常强大的物理仿真引擎，它提供了各种功能，可以帮助开发者进行机器人开发、测试和验证，提高机器人系统的稳定性和可靠性。

3.2 使用

1.安装

#安装
sudo apt-get install ros-melodic-gazebo-ros-pkgs ros-melodic-gazebo-ros-control
#下载模型
cd ~/.gazebo && wget https://gitee.com/ohhuo/scripts/raw/master/gazebo_model.py && python3 gazebo_model.pyCopy to clipboardErrorCopied
# 运行下载模型脚本
Python gazebo_model.py
# 打开gazebo导入相关模型

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2.搭建仿真环境

Edit的building editor选项，可以快速搭建仿真环境，并且能够设定颜色和材质，搭建完成之后点击file的save world选项，保存文件格式为world，方便之后调用。

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Turtlebot移动机器人gazebo仿真及导航

#安装依赖
sudo apt-get install ros-noetic-joy ros-noetic-teleop-twist-joy ros-noetic-teleop-twist-keyboard ros-noetic-laser-proc ros-noetic-rgbd-launch ros-noetic-depthimage-to-laserscan ros-noetic-rosserial-arduino ros-noetic-rosserial-python ros-noetic-rosserial-server ros-noetic-rosserial-client ros-noetic-rosserial-msgs ros-noetic-amcl ros-noetic-map-server ros-noetic-move-base ros-noetic-urdf ros-noetic-xacro ros-noetic-compressed-image-transport ros-noetic-rqt-image-view ros-noetic-gmapping ros-noetic-navigation ros-noetic-interactive-marker
# 安装turtlebot3
mkdir turtlebot_ws/src/
cd turtlebot_ws/src/
git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git
git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git
git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_simulations.git
cd ~/turtlebot_ws 
catkin_make

a.加载机器人与地图

首先将
turtlebot_ws/src/turtlebot3_simulations/turtlebot3_gazebo/launch/turtlebot3_world.launch文件中的world改成自己的路径。

<arg name="world_name" value="$(find turtlebot3_gazebo)/worlds/baylands.world"/>
# 加载地图和机器人
export TURTLEBOT3_MODEL='burger'
roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

从零入门激光SLAM（六）——ROS常用工具箱

b.键盘控制机器人移动

export TURTLEBOT3_MODEL='burger'
roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

从零入门激光SLAM（六）——ROS常用工具箱

c.SLAM建图

export TURTLEBOT3_MODEL='burger'
roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch  #启动SLAM节点
# 利用键盘控制移动，注意鼠标点一下键盘控制的终端才会有效
rosrun map_server map_saver -f ~/workspace/turtlebot_ws/src/turtlebot3/turtlebot3_navigation/map   #保存地图

从零入门激光SLAM（六）——ROS常用工具箱

d.导航

仅保证仿真的终端开着，其他的终端可以关闭了。

export TURTLEBOT3_MODEL='burger'
roslaunch turtlebot3_navigation turtlebot3_navigation.launch

从零入门激光SLAM（六）——ROS常用工具箱鼠标左键选择rviz工具栏的“2D Pose Estimate”重定位仿真环境中机器人位置和地图中一致，然后选择rviz工具栏中“2D Nav Goal”选项，长按鼠标左键在地图上为机器人指定一个导航目标点。松开鼠标后，在短时间内规划出了一条最优的路径，机器人开始向目标点运动。