第十七届恩智浦杯室外ROS无人车竞速赛仿真-Toy模板网

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学长说让以考促学，用做过的比赛来检验ROS的学习效果，看我们能不能灵活运用。（′д｀）ゞ

1.vscode准备工作

2.首先需要搭建gazebo仿真环境

3.launch文件打开gazebo仿真环境代码集成主要包括两大部分

才做了一个开头车还不会动，恩智浦杯的实物车出了点问题，我要去解决了。等我以后有时间了会继续做的，这是我脱离视频完成仿真，检验我学习成果的最好方式了。

1.vscode准备工作

创建工作空间kaohe

新建3个功能包备用

功能包名	添加依赖	作用
urdf01_rviz	urdf xacro（xacro文件是对urdf文件的封装优化）	存放小车模型参数，有对应语法，
urdf02_gazebo	urdf xacro gazebo_ros gazebo_ros_control(为后续运动控制做准备） gazebo_plugins（gazebo相关插件）	为小车模型添加collision （碰撞属性）、 inertial （惯性矩阵）相关参数
auto_nav	gmapping map_server amcl（定位） move_base（路径规划）	slam建图地图服务定位路径规划

建好功能包后Ctrl+Shift+B编译成功证明导入的功能包没问题

后续需要编写源文件再在package.xml文件中添加依赖roscpp rospy std_msgs

使用到话题通信自定义msg还需要另外添加依赖包（message_generation）和执行依赖（message_runtime）

2.首先需要搭建gazebo仿真环境

根据场地示意图可知，需要红蓝锥桶插件

第十七届恩智浦杯室外ROS无人车竞速赛仿真,机器人

先导入gazebo官方插件，具体步骤参考我的另一份CSDN链接：https://editor.csdn.net/md/?articleId=128743413

在Insert目录下找 Construction Cone即是锥桶，然后再改变颜色

第十七届恩智浦杯室外ROS无人车竞速赛仿真,机器人

问题：红蓝锥桶颜色修改并保存模型后再打开gazebo锥桶颜色不是修改后的了

解决：尝试了gazebo工具里的插件，甚至改了urdf文件，弄了两天没有成功，所以这个问题

没有解决

新想法：查到可以用SolidWorks导入模型到Gazebo,有兴趣可以简单学一下

对锥筒位置进行计算，直线部分数据精准到小数点后6位，弯道部分尽量符合规则

第十七届恩智浦杯室外ROS无人车竞速赛仿真,机器人

打开gazebo画好还没有退出的样子

被框住的部分（5个锥桶）调整了好长时间，不想太拥挤又想让尽量符合赛道尺寸

第十七届恩智浦杯室外ROS无人车竞速赛仿真,机器人

保存为.world文件并集成进launch文件里打开还是在预想的地方出了问题

锥桶颜色问题上面提到了没有解决

第十七届恩智浦杯室外ROS无人车竞速赛仿真,机器人

注：已经画过两次，掌握了在gazebo里自己搭建仿真环境的技巧，这也只是考核内容的开端，后面的才是重头戏，有一个锥桶出了小问题，为了节约时间不再重新画。

3.launch文件打开gazebo仿真环境代码集成主要包括两大部分

创建仿真环境

可以选择insert，先坐标系中加入已有的模型，也可以通过edit的下拉菜单中的building editor创建一个环境
创建完成后在file下拉菜单中选择save world as 并将环境在功能包下新建文件夹名为worlds再以.world文件形式保存
在launch文件中，设置launch文件的参数处加如.world文件的路径即可，例如：

           <!-- 启动 gazebo,这个是ros里内置的 -->
    <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch" >
           <!-- 别人写好的仿真环境放到功能包下，在launch文件里启动 -->
           <!-- name="world_name"是固定的，其他的加载不出来；
           value路径是自己建好的gazebo环境保存的路径 -->
        <arg name="world_name" value="$(find urdf2_gazebo)/worlds/box_house.world" />
    </include>

导入建好的机器人模型

<param>标签主要用于在参数服务器上设置参数，参数源可以在标签中通过 value 指定，也可以通过外部文件加载，在<node>标签中时，相当于私有命名空间。

    <!-- 将 Urdf 文件的内容加载到参数服务器 -->
    <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(find urdf2_gazebo)/urdf/car.urdf.xacro" />
    <!-- 在 gazebo 中显示机器人模型 ，内置的-->
    <!-- args参数解释：从参数服务器的robot_description加载urdf格式的数据，产生一个新的模型，并把这个模型命名为mycar -->
    <node pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" name="model" args="-urdf -model mycar -param robot_description"  />
</launch>

4.遇到的错误

interest@interest:~$ sudo apt-get install ros-noetic-effort-controllers
正在读取软件包列表... 完成
正在分析软件包的依赖关系树       
正在读取状态信息... 完成       
E: 无法定位软件包 ros-noetic-effort-controllers

要安装对应的版本，咱们用的是noetic版本

Ubuntu	ROS	End of Life
14.04LTS	indigo lgloo	Aprial,2019
16.04LTS	Kinetic Kame	Aprial,2021
18.04LTS	Melodic Morenia	May,2023
20.04LTS	Noetic Ninjemys(Recommended)	May,2025

ROS软件源有问题

网上一般说中科大比较好

但我觉得去软件和更新选择最佳服务器一般的插件都可以下载，有一两个不能下载的换个软件源就好了

需要下载的插件，好多已经安装过了

sudo apt install ros-noetic-joint-state-publisher-gui
sudo apt-get install ros-noetic-driver-base
sudo apt-get install ros-noetic-gazebo-ros-control
sudo apt-get install ros-noetic-effort-controllers
sudo apt-get install ros-noetic-joint-state-controller
sudo apt-get install ros-noetic-ackermann-msgs
sudo apt-get install ros-noetic-global-planner
//阿克曼底盘运动需要的算法
sudo apt-get install ros-noetic-teb-local-planner

5.用到的命令

是通过键盘控制小车运动的第十七届恩智浦杯室外ROS无人车竞速赛仿真,机器人

5-1键盘控制

#1.先启动仿真环境（车和场地）
roslaunch bringup racecar.launch
想实现键盘控制分2步
#2-1将阿克曼的数据消息转换为对应关节
rosrun racecar_description servo_commands.py
#2-2键盘遥控
rosrun racecar_description keyboard_teleop.py

5-2阿克曼运动学与里程计计算

从/gazebo/link_states话题中读取gazebo_msgs/LinkState消息，再从msg.name.index中提取racecar::base_footprint

#打印出来包含所有的关节状态数据（linear and angular and position and orientation）
rostopic echo -n 1 /gazebo/link_states
在rviz中显示里程计，固定坐标系Fixed Frame选择odom
rosrun racecar_description gazebo_odometry.py

手动计算，除了计算理论还要从、racecar/joint_states话题中读取编码器数据，通过imu得到角度，推算机器人位姿

第十七届恩智浦杯室外ROS无人车竞速赛仿真,机器人

#读编码器和imu数据转换成里程计（路程计算公式）信息进行发布
rosrun racecar_description gazebo_odometry.py

5-3使用slam_gmapping建图

#同时启动rviz和gazebo
roslaunch bringup racecar_gazebo_rviz.launch
#启动键盘控制节点
rosrun racecar_description keyboard_teleop.py
#开机建图命令
roslaunch bringup slam_gmapping.launch

5-4导航

#安装必备的功能包
interest@interest:~/kaohe$ rosdep install teb_local_planner
#All required rosdeps installed successfully
#导航命令,可以自动加载建图时保存的地图
roslaunch bringup move_base.launch

总结：导航效果很不理想，猜测建图时我键盘控制小车不稳定有很大原因，小车速度也没有加很大不好控制。从中我理解了从运动--建图--导航的过程；但是小车只能键盘控制，写一个融合代码小车自己根据命令就能跑是下一步的目标。
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-701140.html

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