6.7.1 机器人系统仿真/URDF、Gazebo与Rviz综合运用/机器人运动控制以及里程计信息显示

6.7.1 机器人运动控制以及里程计信息显示

本节介绍的重点是，将三者结合通过gazebo模拟机器人的传感器，然后在rviz中显示这些传感器感知到的数据，主要包括：

运动控制以及里程计信息显示
雷达信息仿真以及显示
摄像头信息仿真以及显示
kinect信息仿真以及显示(带有深度信息的摄象头)
参考信息：http://gazebosim.org/tutoriais?tut=ros_gzplugins

机器人运动控制以及里程计信息显示
使用到ros中组件：ros_control
为保证ros程序的可移植性（仿真平台，实物平台），ros内置的解决方案是ros_control；ros_control是一组软件包，它包含了控制器接口，控制器管理器，传输和硬件接口。ros_control是一套机器人控制的中间件，是一套规范，不同的机器人平台使用该套规范，就能保证tos程序兼容。通过这套规范，实现了一种可插拔的架构设计，大大提高了程序设计的效率和灵活性；

运动控制实现流程
1.已经创建完毕的机器人模型，编写一个单独xacro文件，为机器人模型添加传动装置以及控制器
创建urdf_gazebo/xacro/gazebo/action.xacro
2.将此文件集成进xacro文件
将action.xacro文件包含进 my_car.urdf.xacro 中
编写action.xacro文件—参考的是gazebo/tutorial 中的different drive文件

<!--differential drive 适合两轮底盘-->
<!--skid steering drive 适合四轮底盘-->
<robot name="my_car_move" xmlns:xacro="http://wiki.ros.org/xacro"><!--传动实现：用于连接控制器与关节--><xacro:macro name="joint_trans" params="joint_name" ><!--transmission is important to link the joints and the controller--><transmission name="${joint_name}_trans"><type>transmission_interface/SimpleTransmission</type><joint name="${joint_name}"><hardwareInterface>hardware_interface/VelocityJointInterface</hardwareInterface></joint><actuator name="${joint_name}_motor"><hardwareInterface>hardware_interface/VelocityJointInterface</hardwareInterface><mechanicalReduction>1</mechanicalReduction></actuator></transmission></xacro:macro><!--left, right_wheel都需要配置传动装置--><xacro:joint_trans joint_name="left_wheel_to_base" /><xacro:joint_trans joint_name="right_wheel_to_base" /><!--控制器--><gazebo><plugin name="differential_drive_controller" filename="libgazebo_ros_diff_drive.so"><rosDebugLevel>Debug</rosDebugLevel><publishWheelTF>true</publishWheelTF><robotNamespace>/</robotNamespace><!-- <publishTf>1</publishFf> --><publishWheelJointState>true</publishWheelJointState><alwaysOn>true</alwaysOn><updateRate>10.0</updateRate> <!-- Plugin update rate in Hz -->            <legacyMode>true</legacyMode> <!-- Set to true to swap right and left wheels, defaults to true --><leftJoint>left_wheel_to_base</leftJoint> <!-- Name of left joint, defaults to `left_joint` -->         <rightJoint>right_wheel_to_base</rightJoint> <!-- Name of right joint, defaults to `right_joint` --><wheelSeparation>${base_radius*2}</wheelSeparation><wheelDiameter>${wheel_radius*2}</wheelDiameter><broadcastTF>1</broadcastTF><wheelTorque>30</wheelTorque> <!-- Maximum torque which the wheels can produce, in Nm, defaults to 5 Nm -->           <wheelAcceleration>1.0</wheelAcceleration> <!-- Wheel acceleration, in rad/s^2, defaults to 0.0 rad/s^2 -->            <commandTopic>cmd_vel</commandTopic> <!-- Topic to receive geometry_msgs/Twist message commands, defaults to `cmd_vel` 运动控制话题-->          <odometryTopic>odom</odometryTopic> <!-- Topic to publish nav_msgs/Odometry messages, defaults to `odom` 里程计话题--><odometryFrame>odom</odometryFrame> <!-- Odometry frame, defaults to `odom` --><robotBaseFrame>base_footprint</robotBaseFrame> <!-- Robot frame to calculate odometry from, defaults to `base_footprint` --> <odometrySource>1</odometrySource> <!--Odometry source, 0 for ENCODER, 1 for WORLD, defaults to WORLD-->   <publishOdom>true</publishOdom> <!--Set to true to publish transforms for the odometry, defaults to true--></plugin></gazebo></robot>

3.启动gazebo并发布/cmd_vel 消息控制机器人运动
rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py 启动雷达小车的控制节点，然后就可根据键盘控制小车运动（这个功能包可能需要另外使用sudo apt-get install ros-noetic-teleop-twist-keyboard 安装）

查看里程计信息只能在rviz中实现
新建launch文件：launch/demo03_odom.launch

<launch><node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz" args="-d $(find urdf_rviz)/config/show_urdf1.rviz" /><node pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" name="joint_state" /><node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" name="robot_state" />
</launch>

1.在启动完demo02文件后，再启动demo03文件，并在rviz的UI中设置fixed frame为odom，并且添加add/odometry，在odometry标签下设置topic为/odom
2.启动 rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py 小车运动控制节点，然后就可以在rviz中看到小车速度箭头变化的动画

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