gazebo_overview

技巧 §

• 多屏显示时启动Gazebo：Gazebo将出现在鼠标指针所在的那块屏幕上
• 重置模拟状态 rosservice call /gazebo/reset_simulation "{}"

Launch file §

• 使用ROS launch
• 参数
  • 默认启动后即开始仿真，可以通过参数使得其启动后暂停 <arg name="paused" value="false"/>
  • 是否显示界面 <arg name="gui" value="true"/>

*.world file §

<?xml version="1.0" ?>
<sdf version="1.5">
    <world name="default">
        <include>
            <uri>model://ground_plane</uri>
        </include>
        <include>
            <uri>model://sun</uri>
        </include>
        <include>
            <uri>model://obstacle</uri>
            <name>obstacle_1</name>
            <pose>0 0 0 0 0 0</pose>
        </include>
        <include>
            <uri>model://obstacle</uri>
            <name>obstacle_2</name>
            <pose>0 0 1 0 0 0</pose>
        </include>
        <include>
            <uri>model://robot</uri>
            <name>robot</name>
            <pose>-2.0 1.0 0 0 0 0</pose>
        </include>
    </world>
</sdf>
 

SDF与URDF §

• SDF与URDF的关系：
  • URDF描述机器人，SDF描述机器人以外的外部世界
• 若在.world文件中对模型配置了<pose>属性，它将覆盖模型的sdf中的<pose>属性

传感器 §

添加相机 §

• 参考教程
• 在world文件中添加相机：

  <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
  <sdf version="1.5">
    <model name='camera1'>
      <static>true</static>
      <pose>1 0 0.3 0 0 3.1415926</pose>
      <link name='link'>
        <visual name='visual'>
          <geometry>
            <box>
              <size>0.1 0.1 0.1</size>
            </box>
          </geometry>
        </visual>
        <sensor name='camera1' type='camera'>
          <camera>
            <save enabled="false">
              <path>/tmp/camera_save</path>
            </save>
            <horizontal_fov>1.047</horizontal_fov>
            <image>
              <width>1920</width>
              <height>1080</height>
            </image>
            <clip>
              <near>0.1</near>
              <far>100</far>
            </clip>
          </camera>
          <always_on>1</always_on>
          <update_rate>30</update_rate>
          <!--insert the plugin to convert image data to rostopic here-->
        </sensor>
      </link>
    </model>
  </sdf>

• 将相机捕获数据转发至rostopic: 在<sensor>中插入

  <plugin name="camera_controller" filename="libgazebo_ros_camera.so">
      <alwaysOn>true</alwaysOn>
      <updateRate>0.0</updateRate>
      <cameraName>/test_camera/camera</cameraName>
      <imageTopicName>image_raw</imageTopicName>
      <cameraInfoTopicName>camera_info</cameraInfoTopicName>
      <frameName>camera</frameName>
      <hackBaseline>0.07</hackBaseline>
      <distortionK1>0.0</distortionK1>
      <distortionK2>0.0</distortionK2>
      <distortionK3>0.0</distortionK3>
      <distortionT1>0.0</distortionT1>
      <distortionT2>0.0</distortionT2>
  </plugin>

  需使用plugin进行转发
• 在rViz中查看：Add->By topic->/test_camera/camera（topic名）->image_raw->选择Image，raw

开发 §

使用自定义mesh（未测试） §

• 需要在package.xml中定义gazebo model/mesh path路径（<export>标签中的部分）

    ...
    <build_depend>gazebo_dev</build_depend>
    <exec_depend>gazebo_ros</exec_depend>
    <exec_depend>xacro</exec_depend>
    <depend>pluginlib</depend>
    <depend>urdf</depend>
 
    <export>
        <!--Export gazebo models and worlds-->
        <gazebo_ros gazebo_model_path="${prefix}/models"/>
        <gazebo_ros gazebo_resource _path="${prefix}/worlds"/>
    </export>
</package>

Gazebo直接向ROS提供的数据 §

获取运行时模型/link姿态 §

通过rostopic查看 §

• ，可以通过/gazebo/model_states访问模型状态，通过/gazebo/link_states访问link状态
  • 模型/link姿态数据：
    • gazebo_msgs.msg中ModelStates的格式发布于/gazebo/model_states
    • gazebo_msgs.msg中LinkStates的格式发布于/gazebo/link_states
    • 分为三个部分，name，pose，twist
  • 示例（修改自gazebo_link_pose.py）：

  #!/usr/bin/env python
   
  import rospy
  from gazebo_msgs.msg import LinkStates
  from geometry_msgs.msg import Pose
   
  class GazeboLinkPose:
    link_name = ''
    link_pose = Pose()
    def __init__(self):
   
      self.states_sub = rospy.Subscriber("/gazebo/link_states", LinkStates, self.callback)
   
    def callback(self, data):
      try:
        ...
        # data.name provides the list of names
        # find the index of your link by the name
        # data.pose provides the list of poses (use the index here for the corresponding pose)
        # data.twist provides the list of twists
      except ValueError:
        pass
   
  if __name__ == '__main__':
    try:
      rospy.init_node('gazebo_link_pose', anonymous=True)
      gp = GazeboLinkPose()
   
      rate = rospy.Rate(10)
      while not rospy.is_shutdown():
        rate.sleep()
   
    except rospy.ROSInterruptException:
      pass

通过rosservice查看 §

• 参考命令为（以获取link的状态为例）

  rosservice call /gazebo/get_link_state "link_name:'link_1'
  reference_frame:'world'"

• 参考代码（以获取link的状态为例）：

  from gazebo_msgs.srv import GetLinkState
   
  rospy.wait_for_service('/gazebo/get_link_state')
  try:
      read_state = rospy.ServiceProxy('/gazebo/get_link_state', GetLinkState)
      state = read_state(link_name='link_1')

  注：如果需要获取model的信息，需要将代码中的五处”link”替换为”model”。 实例化rospy.ServiceProxy和read_state之间不能使用try/except。

修改运行时模型/link姿态 §

• 参考：官方教程
• 修改数据使用rostopic （Gazebo Subscribed Topics） 如果只pub一次数据，不一定会被Gazebo响应。在官方教程中采用了-r 20这个参数（Rate=20hz，默认为10hz）。 不清楚响应的机理，实测在rostopic pub -r 20 /gazebo/set_model_state gazebo_msgs/ModelState 'YOURMESSAGE CONTENT'之后若干秒Gazebo才有响应。
  • 模型： /gazebo/set_model_state，数据类型gazebo_msgs/ModelState（注意没有s）
  • link：/gazebo/set_link_state，数据类型gazebo_msgs/LinkState
• 修改数据使用或rosservice

  rospy.wait_for_service('/gazebo/set_model_state')
  try:
      set_state = rospy.ServiceProxy('/gazebo/set_model_state', SetModelState)
      state = ModelState()
      state.model_name = 'link_1'
      state.pose = SOMEPOSE
      print(state)
      resp = set_state(state)
   
  except rospy.ServiceException as e:
      pass

参考 §

• Programmatically get ModelState from Gazebo
• How to use GetModelState service from Gazebo in python

编写插件plugin §

other tools §

• Procedural Generation for Gazebo