松灵学院 | Scout mini 仿真指南

本文针对拥有ROS1基础的读者,介绍如何配置和使用Scout Mini的Gazebo仿真环境。内容包括开发环境设置、仿真环境配置,以及如何在Scout Mini模型上添加自定义传感器,如简易摄像头。通过xacro文件描述传感器,实现了在Rviz和Gazebo中查看仿真结果。

本文适合有 ROS1 基础与了解 urdf语法 和 gazebo 的朋友

SCOUT MINI 是一款全地形高速Mini UGV,具有四轮差速驱动、独立悬挂、原地差速自转等特点,得益于自主研发的轻量级动力系统解决方案,SCOUT MINI最大速度高达10KM/H,专为前沿科学实验设计的全能型移动研究平台。

此外,松灵为用户提供了 SCOUT MINI 的完整 gazebo 仿真支持库,本文将带您逐步上手使用:

仓库地址:https://github.com/agilexrobotics/ugv_gazebo_sim

1. 开发环境配置

目前官方提供的仿真环境是 ROS-melodic + gazebo9如果您已配置好相关环境请跳过本节

编者这里使用的开发环境是 docker + VSCode ,这个组合的好处可以参考我的博客文章:Docker 配合 VSC 开发最佳实践

我们首先新建工作空间文件夹,并使用 catkin 初始化工作空间:

$ mkdir scout_ws && cd scout_ws
$ mkdir src .devcontainer
$ cd ../.devcontainer

.devcontainer 中新建 devcontainer.jsonDockerfile 两个文件:

$ gedit devcontainer.json # 也可以自行更换其他的编辑器

devcontainer.json 保存如下内容:

{
   
   
	"dockerFile": "Dockerfile",
	"build": {
   
   
		"args": {
   
   
			"WORKSPACE": "${containerWorkspaceFolder}"
		}
	},
	"remoteUser": "ros",
	"runArgs": [
		"--network=host",
		"--cap-add=SYS_PTRACE",
		"--security-opt=seccomp:unconfined",
		"--security-opt=apparmor:unconfined",
		"--volume=/tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix"
	],
	"containerEnv": {
   
    "DISPLAY": "${localEnv:DISPLAY}" },
	// Set *default* container specific settings.json values on container create.
	"settings": {
   
   
		"terminal.integrated.profiles.linux": {
   
   
			"bash": {
   
   
				"path": "bash"
			},
		},
		"terminal.integrated.defaultProfile.linux": "bash"
	},
	"extensions": [
		"dotjoshjohnson.xml",
		"zachflower.uncrustify",
		"ms-azuretools.vscode-docker",
		"ms-iot.vscode-ros",
		"ms-python.python",
		"ms-vscode.cpptools",
### 机器人 Scout Mini 的反震问题分析 对于机器人 Scout Mini 小车,在实际运行过程中可能会遇到由于电机控制不当或者机械结构设计引起的震动现象。这种震动不仅影响机器人的稳定性和精度,还可能缩短硬件寿命。 针对此情况,可以采取以下措施来减少或消除反震: 1. **优化控制器参数** 调整 PID 控制器中的比例(P), 积分(I),微分(D) 参数能够有效改善系统的响应特性并降低震荡幅度。通过实验测试找到最优的 P, I 和 D 值组合是关键所在[^1]。 2. **改进机械结构** 如果是因为机械部件之间的配合间隙过大而导致振动,则可以通过更换更精密加工件或是调整装配工艺等方式减小这些间隙;另外增加阻尼装置也有助于吸收多余能量从而抑制振荡发生。 3. **软件滤波处理** 对传感器采集到的数据进行低通滤波或其他形式平滑化预处理后再用于反馈控制系统中计算目标位置与当前姿态差值,这样可以在一定程度上过滤掉高频噪声干扰所造成的瞬态冲击力矩变化引起的小范围快速摆动现象。 4. **使用先进的运动规划算法** 应用轨迹跟踪、路径重规划等高级功能模块可使整个移动过程更加平稳流畅,进而从根本上避免因突然加速减速而产生的较大惯性作用力造成车身晃动的情况出现。 ```python # 示例代码片段展示如何设置PID控制器参数(假设使用ROS环境) import rospy from dynamic_reconfigure.server import Server as DynamicReconfigureServer from scout_mini_control.cfg import ControlConfig def callback(config, level): global pid_params pid_params['p'] = config.p_gain pid_params['i'] = config.i_gain pid_params['d'] = config.d_gain return config if __name__ == "__main__": rospy.init_node('pid_tuner') srv = DynamicReconfigureServer(ControlConfig, callback) pid_params = {'p': 0., 'i': 0., 'd': 0.} rospy.spin() ```
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