教程 | 阿克曼结构移动机器人的gazebo仿真(一)

本文介绍了如何使用SOLIDWORKS和sw_urdf_exporter插件导出阿克曼结构移动机器人的URDF模型,详细阐述了从配置插件、创建坐标系和关节到导出URDF的步骤。后续将实现键盘控制和建图导航功能。

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第一章、从SOLIDWORKS中导出URDF

       二轮差速小车已经完结。接下去要进入阿克曼结构移动机器人的仿真。阿克曼小车的结构也就是我们看到最多的应用最广的车型,也称为car-like robot。在这里先挖下一个大坑,因为要做的东西很多,目前要做的仅仅是让阿克曼小车能够在gazebo仿真器中跑动起来,并且能够进行建图导航即可,后续再对其进行拓展。本次系列要做的还是类似于二轮差速车仿真实现这样的一个流程,不过这次要分别用Twist消息和ackermann消息实现阿克曼小车的运动,以及建图导航,请各位拭目以待。

1.配置sw_urdf_exporter插件

       在二轮差速小车gazebo仿真的第一章已经说到配置的方法,这边再给一个插件的下载地址

[http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter]    http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter 

下载sw2urdfSetup.exe文件后点击安装,安装后就能用插件从SolidWorks中导出URDF模型了。

2.打开创建好的solidworks模型

      下面是装配好的tianracer阿克曼小车模型装配体(这里非常感谢天之博特的模型支持),值得注意的是在装配的过程中,小车的车头要指向X轴正方向,竖直方向为Z轴正方向,这些在装配的过程中需要额外注意,否则导出的URDF文件在gazebo或者RVIZ中小车的方位会有问题&#

### Gazebo阿克曼小车路径规划仿真设置与实现 #### 配置本地代价地图尺寸 为了在 Gazebo 中实现阿克曼小车的路径规划,首先需要配置本地代价地图(local costmap)的宽度和高度。这决定了机器人周围环境感知区域的大小,类似于在 Turtlebot Stage Simulator 中看到的情况[^1]。 ```yaml local_costmap: width: 6.0 # 设置本地代价地图的宽度 height: 6.0 # 设置本地代价地图的高度 ``` #### 基础局部规划器参数调整 基础局部规划器(Base Local Planner)对于非全向移动(non-holonomic)的阿克曼车辆至关重要。通过修改其配置文件中的速度和加速度参数来适应特定类型的机器人运动特性。 ```yaml base_local_planner_params: max_vel_x: 0.5 # 最大线速度 min_vel_x: -0.2 # 最小线速度 max_rotational_vel: 0.8 # 最大角速度 acc_lim_theta: 3.2 # 角度加速度限制 acc_lim_x: 2.5 # 线性加速度限制 ``` #### 创建自定义插件或使用现有工具包 针对阿克曼驱动的小车,在 ROS 和 Gazebo 生态系统中有专门设计的支持库可以帮助简化开发过程。例如 `ackermann_vehicle` 或者其他类似的软件包提供了预构建的功能模块用于快速搭建实验平台。 #### 实现路径规划算法集成 最后一步是将选定的全局/局部路径规划算法集成为整个系统的组成部分。可以考虑采用 Dijkstra、A* 或 RRT 等经典方法作为起点,并根据实际需求进一步优化性能表现。
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