relaybot@TPS2:~/mobot/src$ ros2 pkg create --build-type ament_cmake mobot going to create a new package package name: mobot destination directory: /home/relaybot/mobot/src package format: 3 version: 0.0.0 description: TODO: Package description maintainer: ['relaybot <zhangrelay@sohu.com>'] licenses: ['TODO: License declaration'] build type: ament_cmake dependencies: [] creating folder ./mobot creating ./mobot/package.xml creating source and include folder creating folder ./mobot/src creating folder ./mobot/include/mobot creating ./mobot/CMakeLists.txt relaybot@TPS2:~/mobot/src$ cd mobot/ relaybot@TPS2:~/mobot/src/mobot$

为室内环境的world文件新建文件夹：

relaybot@TPS2:~/mobot/src/mobot$ mkdir worlds relaybot@TPS2:~/mobot/src/mobot$ cd worlds/ relaybot@TPS2:~/mobot/src/mobot/worlds$ gedit mobot_room.world

Gazebo中的世界文件包含模拟环境中的所有对象。这些对象是机器人模型、环境、照明、传感器和其他对象等。

Gazebo使用SDF xml文件格式来保存模拟配置。世界文件通常具有.world扩展名。

mobot_room.world代码（补充）:

mobot_room.world-ROS2Gazebo9附1

此时，运行如下命令在Gazebo中启动世界环境：

relaybot@TPS2:~/mobot/src/mobot/worlds$ gazebo mobot_room.world

另外，可以按照以下教程创建自定义世界环境。

请确保在世界环境的文件保存为mobot_room.world在mobot/src/mobot/worlds文件中。

2.搭建机器人

现在，已熟悉用来描述仿真对象的SDF文件。ROS使用通用机器人描述格式（URDF）对机器人进行建模，该机器人在xml中描述了各种动态和运动学特性。可以点击此处了解更多信息简单的URDF如下：

<?xml version="1.0"?>

<robot name="two_link_robot">

  <!--Links-->



  <link name="link_1">

    <visual>

      <geometry>

        <cylinder length="0.5" radius="0.2"/>

      </geometry>

    </visual>

  </link>



  <link name="link_2">

    <visual>

      <geometry>

        <box size="0.6 0.1 0.2"/>

      </geometry>

    </visual>

  </link>



  <!--Joints-->

  <joint name="joint_1" type="continuous">

    <parent link="link_1"/>

    <child link="link_2"/>

  </joint>

</robot>

在URDF中定义各种机器人元素时，功能很丰富。为了单独管理各种xacro组件并重用它们，ROS提供了一个名为（XML Macro）的程序包，可以将不同的URDF文件组合到一个文件中。它还提供了模板工具来定义这些文件中的变量。使用.xacro扩展名保存这些文件。可以点击此处了解有关XACRO的更多信息。

创建两个xacro文件，一个用于描述机器人，另一个用于描述在下面简要说明的Gazebo插件，用于在仿真中进行交互。

为使Gazebo插件正常工作，请确保已安装以下ROS 2软件包。

gazebo_dev gazebo_msgs gazebo_plugins gazebo_ros gazebo_ros_pkgs

可以通过运行以下命令进行检查：

$ ros2 pkg list

与Gazebo接口的ROS 2软件包集包含在名为gazebo_ros_pkgs的元软件包中。

注意：所有ROS功能包都使用如下形式ros-<distro>-<package-name>，ros-发行版-功能包名

3.Gazebo插件

插件是一段代码，被编译为共享库并插入到仿真中。该插件可通过标准C++类直接访问Gazebo的所有功能。

插件很有用，因为它们具有如下功能：

让开发人员控制Gazebo的几乎任何方面
是易于共享的独立例程
可以从正在运行的系统中插入和删除

可以点击此处了解有关插件的更多信息。

除了使用自定义插件，也可以使用gazebo_ros_pkgs提供的现有插件。具体使用如下：

滑行转向差动驱动控制器可实现移动机器人控制，由libgazebo_ros_diff_drive.so提供，详情请点击此处。

相机控制器可读取相机在模拟中捕获的图像，由libgazebo_ros_camera.so提供，此处点击有更多详细信息。

激光雷达控制器从读取激光扫描仪中的点云数据，由libgazebo_ros_ray_sensor.so提供，此处点击有更多详细信息。

在/opt/ros/dashing/lib目录中找到这些库。

在mobot.gazebo文件中定义这些控制器所需的各种属性。

为urdf文件创建目录。

$ cd ~/mobot/src/mobot $ mkdir urdf $ cd urdf $ gedit mobot.gazebo

将以下代码粘贴到mobot.gazebo文件

mobot.gazebo代码补充：

mobot模型-ROS2Gazebo9附2

现在，在mobot.urdf.xacro文件中定义机器人描述。

$ cd urdf $ gedit mobot.urdf.xacro

将以下代码粘贴到mobot.urdf.xacro文件。

mobot.urdf.xacro代码补充：

mobot模型-ROS2Gazebo9附2

Xacro代码说明：

在mobot.urdf.xacro文件中

创建链接robot_footprint，chassis，front_left_wheel，front_right_wheel，back_left_wheel，back_right_wheel，camera和hokuyo激光传感器
通过指定以下关节将它们连接在一起，robot_footprint_joint连接chassis和robot_footprint。轮子通过front_left_wheel_joint连接到chassis，front_right_wheel_joint，back_left_wheel_joint，back_right_wheel_joint。camera和hokuyo分别由camera_joint与hokuyo_joint连接到chassis
通过xacro使用行引用的文件中，<xacro:include filename="mobot.gazebo"/>导入了mobot.gazebo文件，在其中指定了插件的配置。
指定libgazebo_ros_diff_drive.so控制器配置机器人运动，它们的轮距和直径，扭矩产生的时间和频率发布等，里程计通过/odom更新。还指定/cmd_vel订阅速度命令的主题。
同样，对于libgazebo_ros_camera.so插件配置，指定了相机属性，并重新映射了由插件发布的原始主题，发布RGB图像，发布/mobot/camera/image，相机的信息发布/mobot/camera/image/camera_info。
配置libgazebo_ros_ray_sensor.so为使用hokuyo激光传感器发布数据/mobot/scan。如果未指定名称空间，<namespace>/mobot</namespace>则数据将在/scan主题中发布。以上插件都是如此。

此时，~\mobot_ws\src\mobot目录应如下所示：

relaybot@TPS2:~/mobot/src/mobot$ tree . ├── CMakeLists.txt ├── include │ └── mobot ├── package.xml ├── src ├── urdf │ ├── mobot.gazebo │ └── mobot.urdf.xacro └── worlds └── mobot_room.world 5 directories, 5 files

在colcon编译过程中调用xacro

需要配置编译过程调用xacro工具，从mobot.urdf.xacro和mobot.gazebo文件生成urdf文件。为此，需要编辑CMakeLists.txt文件以指定依赖项。

# Generate .urdf files from .urdf.xacro files
# 从.urdf.xacro文件生成.urdf文件
find_package(xacro REQUIRED)
# Xacro files Xacro文件
file(GLOB xacro_files urdf/*.urdf.xacro)

foreach(it ${xacro_files})
  # remove .xacro extension 删除.xacro扩展
  string(REGEX MATCH "(.*)[.]xacro$" unused ${it})
  set(output_filename ${CMAKE_MATCH_1})

  # create a rule to generate ${output_filename} from {it} 从{it}创建一条${output_filename}规则

  xacro_add_xacro_file(${it} ${output_filename})

  list(APPEND urdf_files ${output_filename})
endforeach(it)

# add an abstract target to actually trigger the builds 添加一个抽象目标实际触发编译
add_custom_target(media_files ALL DEPENDS ${urdf_files})

此外，需要配置编译过程安装urdf、worlds和meshes目录到install文件夹中。因为所有的软件包都将有ROS环境中的安装目录提供，所以在编译软件包时创建该目录。在CMakeLists.txt中添加以下。

install(DIRECTORY worlds  
  DESTINATION share/${PROJECT_NAME})

install(DIRECTORY urdf
  DESTINATION share/${PROJECT_NAME})

#install(DIRECTORY meshes
#  DESTINATION share/${PROJECT_NAME})

可以从下面复制整个CMakeLists.txt

CMakeLists.txt代码补充：

CMakeLists部分-ROS2Gazebo9附3

此时，可以编译程序包啦！开启新终端，请确保更新为ros环境。

$ source /opt/ros/dashing/setup.bash $ cd ~/mobot $ colcon build Starting >>> mobot Finished <<< mobot [1.08s] Summary: 1 package finished [1.15s] $

配置mobot.urdf文件urdf在编译后在目录中生成。

要在Gazebo中看到机器人，需要创建启动（launch）文件夹和启动文件。可以在此处了解ROS 2中的启动系统。

$ cd ~/mobot/src/mobot $ mkdir launch $ cd launch $ gedit world.launch.py

在启动文件中，将做两件事。

使用预定义的设置和启动Gazebo mobot_room.world
调用gazebo提供的spawn_entity服务以生成mobot.urdf在世界上定义的机器人。

将以下代码粘贴到world.launch.py中。

world.launch.py代码补充：

world.launch.py部分-ROS2Gazebo9附4

在CMakeLists.txt添加以下代码实现编译后安装到启动文件夹。

install(DIRECTORY launch

  DESTINATION share/${PROJECT_NAME})

此部分已经在附3中，添加完成了。

最终~\mobot\src目录结构应如下所示：

relaybot@TPS2:~/mobot/src/mobot$ tree . ├── CMakeLists.txt ├── include │ └── mobot ├── launch │ └── world.launch.py ├── package.xml ├── src ├── urdf │ ├── mobot.gazebo │ ├── mobot.urdf │ └── mobot.urdf.xacro └── worlds └── mobot_room.world

编译并启动：

$ cd ~/mobot $ colcon build

在启动mobot之前，必须更新bash文件。mobot工作区bash文件将程序包mobot添加到现有ros环境中，使它可使用各种ros2命令，就像其他ros程序包一样。

$ source install/setup.bash $ ros2 launch mobot world.launch.py

注意：可以使用Tab键完成补全所有ros2命令，在键入ros2后，按Tab键查看可用选项。

应该看到如下图所示的机器人和世界环境。恭喜！此时已经成功在ROS2和Gazebo9搭建了第一个仿真机器人。下一节将学习ROS2各种命令。

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使用机器人操作系统ROS 2和仿真软件Gazebo 9搭建机器人教程（一）

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