很多时候由于机器人价格比较贵而且会因为环境因素、操作失误或者摔坏等所以我们可以先在仿真软件上做测试也可以避免这些问题虽然没有那么真实感可毕竟是免费的嘛。

我们可以在这些仿真的机器人身上去学习如何控制机器人读取它们的传感器数据解析这些传感器数据并做出决策通过前面我们学到的话题、服务、动作来驱动机器人。

1、操作仿真机器人

这里主要介绍turtlebot-gazebo的安装以及在这个过程中遇到的一些问题主要是版本问题。

安装命令如下

这种安装出错的原因是Ubuntu的版本问题比如本人的是Ubuntu

18.04版本所以需要将indigo修改为melodic这个在前面的文章也有介绍Ubuntu18.04版本安装ROS及出现错误的处理方法

修改之后执行命令

这个时候我们可以双击tab键来让其补全或出现可用的列表因为很大程度上可能是输入的名称有误或者升级之后的名称有变化等这种小技巧出了确保正确之外还可以提高你的输入效率。

输入sudo

ros-melodic-turtlebot将自动补全为turtlebot3继续双击tab键将出现的正确的提示sudo

apt-get

从这里可以看到turtlebot-gazebo版本已更新到了turtlebot3-gazebo丢弃了以前的名称。

当然这里的情况不一定就适合大家只能说出现错误一般就是这个名称有误的问题这个时候就使用双击Tab键来正确提示

1.2、一些错误处理

/home/yahboom/.ros/log/23567ca0-54f7-11ee-91f8-000c294b0b84/roslaunch-YAB-3881.log

Checking

从错误信息来看这里有两个问题一个是磁盘空间小了日志文件需要超过1GB的容量另一个问题是arg这个标签的问题没有设置TURTLEBOT3_MODEL环境变量。

清理日志

这里就是选定一个机器人这里就选burger吧还有一个waffle大家可以试下

查看环境变量

再次启动仿真软件的界面在初始化的时候突然就出现下面这样的错误然后终止了

log

/home/yahboom/.ros/log/558bb39a-5509-11ee-86fb-000c294b0b84/spawn_urdf-4*.log

[Err]

/opt/ros/melodic/lib/gazebo_ros/gzclient

__name:gazebo_gui

__log:/home/yahboom/.ros/log/558bb39a-5509-11ee-86fb-000c294b0b84/gazebo_gui-3.log].

log

/home/yahboom/.ros/log/558bb39a-5509-11ee-86fb-000c294b0b84/gazebo_gui-3*.log

错误的意思是没有证书与这个主机名匹配实质原因是主机名变更了所以我们修改配置文件修改如下

gedit

https://fuel.ignitionrobotics.org

还需要追加一个环境变量解决VMware:

turtlebot3_autorace_2020.launch

turtlebot3_autorace_mission.launch

1.3、

我们可以直接通过命令行发送话题来操作里面的机器人那么这个话题与类型又是怎么知道的呢我们可以通过前面的知识来理解

首先查看话题列表rostopic

这里可以看到主要是关于gazebo的话题以及一些惯性测量单元IMU关节话题等里面的数据类型很多都属于传感器定义的类型。

info

发送消息的数据类型是geometry_msgs/Twist然后我们可以继续查看这个类型的详细信息rosmsg

show

有了前面命令行操作机器人的知识铺垫我们重新来定义一个话题名称就是上面这个cmd_vel

2.1、创建工作空间

这样就创建好了一个mywanderbot包以及让ROS构建系统需要知道的依赖包rospy

geometry_msgs

sensor_msgs这些依赖包是保证当依赖发生更改时重新编译这个mywanderbot包到最新版本以及在发布软件包时生成依赖。

~/mywanderbot_ws/src/mywanderbot

CMakeLists.txt

关于这块代码更多详情有兴趣的可以查阅ROS新建工作区(workspace)与包(package)编译的实践(C示例)

2.3、自定义话题

我们试着来做一个让机器人每隔三秒进行行驶和暂停的周期性切换这里给出两个示例

2.3.3、示例1

~/mywanderbot_ws/src/mywanderbot/src

gedit

rospy.Publisher(cmd_vel,Twist,queue_size1)

rospy.init_node(red_green)red_light_twist

Twist()

light_change_timerospy.Time.now()while

not

rospy.is_shutdown():#print(light_change_time,rospy.Time.now())if

light_change_time

rospy.Time.now():driving_forward

not

driving_forwardlight_change_time

rospy.Time.now()rospy.Duration(3)if

driving_forward:mycmd_vel_pub.publish(green_light_twist)else:mycmd_vel_pub.publish(red_light_twist)

rate.sleep()

这样的话永远不会执行到这个位置也就不会做切换了需要将修改为一开始小所以就当前时间加3秒比当前时间大这个时间段就是等待当前时间一直累加累加到小于当前时间再次切换加3秒继续等待......

2.3.4、示例2

~/mywanderbot_ws/src/mywanderbot/src

gedit

rospy.Publisher(cmd_vel,Twist,queue_size1)

rospy.init_node(red_green)red_light_twist

Twist()

driving_forward#print(rospy.Time.now().to_sec(),int(rospy.get_time())%3,driving_forward)if

driving_forward:mycmd_vel_pub.publish(green_light_twist)else:mycmd_vel_pub.publish(red_light_twist)

rate.sleep()

这种方式也不错需要注意的是这里的频率不能是10了需要每秒只发送一次如果频率很快试想下在一秒钟里面进行取余会多次是一样的值如果是0那么会在这一秒钟内切换很多次这肯定不可以。

2.4、编译与执行

~/mywanderbot_ws/devel/setup.bash

~/.bashrc

可以看到机器人行驶了起来也可以查看话题发布的输出信息rostopic

echo

cmd_vel查看这个话题的类型发布者和订阅者之外还可以用到前面章节介绍的rqt_graph来查看

发布的red_green节点通过cmd_vel话题由gazebo机器人或其他订阅者订阅的关系图

3、避障测试

我们打开的是带障碍物的地图所以机器人遇到障碍物的时候会被迫停止我们可以使用激光雷达LaserScan来测距进行避障这里用到实质是Turtlebot上的Kinect深度相机产生的数据。

3.1、激光雷达LaserScan

查看sensor_msgs/LaserScan消息类型rosmsg

show

前面的机器人实现了行驶和暂停的功能接下来使用激光扫描来测距并进行避开测试。

~/mywanderbot_ws/src/mywanderbot/src

gedit

msg.ranges[len(msg.ranges)/2]g_range_ahead

msg.ranges[0]print(g_range_ahead)g_range_ahead

cmd_vel_pub

rospy.Publisher(cmd_vel,Twist,queue_size1)

scan_sub

rospy.Subscriber(scan,LaserScan,scan_cb)rospy.init_node(mybot)

state_change_time

driving_forward:if(g_range_ahead0.8

rospy.Time.now()state_change_time):print(rospy.Time.now(),state_change_time)driving_forward

rospy.Time.now()

rospy.Duration(5)else:if(g_range_ahead0.8

rospy.Time.now()state_change_time):driving_forward

rospy.Time.now()

g_range_ahead0.8:twist.linear.z0.0twist.linear.x0.5else:twist.linear.x-0.2twist.angular.z0.5else:if

g_range_ahead0.8:twist.linear.z0.5twist.linear.x0.0else:twist.linear.x-0.2twist.angular.z0.5

cmd_vel_pub.publish(twist)rate.sleep()

加个执行权限chmod

可以看到机器人在行驶中遇到障碍物(小于0.8米)会进行避开Nice~

这里使用一个全局变量g_range_ahead来存储激光扫描器检测到的最小距离这使得回调函数变得简单直接复制最小距离到我们的全局变量中当然对于复杂的程序来说这是一种不好的习惯影响性能。

查看下激光扫描rostopic