教程 | 阿克曼结构移动机器人的gazebo仿真(七)

本教程详细介绍了如何在Gazebo环境中配置阿克曼结构移动机器人的里程计,并使用gmapping进行二维地图构建。通过订阅/gazebo/link_states话题获取数据,发布里程计信息,然后安装并运行gmapping进行建图。最后,保存地图并设置rviz以便后续导航使用。

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第七章、配置小车里程计并用gmapping建图

1 前言

上一节写了用键盘控制节点控制仿真小车运动,这一节需要配置小车的里程计,并且在room_mini这个world中进行gmapping建图。

2 配置小车里程计

通过gazebo节点获取odom

从/gazebo/link_states话题中读取gazebo_msgs/LinKStates消息,再从msg.name.index中提取racebot::base_footprint位姿数据,将数据整理打包发布为里程计信息,在racebot_control/scripts中新建文件gazebo_odometry.py,代码如下:

#!/usr/bin/env python
'''
This script makes Gazebo less fail by translating gazebo status messages to odometry data.
Since Gazebo also publishes data faster than normal odom data, this script caps the update to 20hz.
Winter Guerra
'''
import rospy
from nav_msgs.msg import Odometry
from geometry_msgs.msg import Pose, Twist, Transform, TransformStamped
from gazebo_msgs.msg import LinkStates
from std_msgs.msg import Header
import numpy as np
import math
import tf2_ros
class OdometryNode:
    # Set publishers
    pub_odom = rospy.Publisher('/odom', Odometry, queue_size=1)
    def __init__(self):
        # init internals
        self.last_received_pose = Pose()
        self.last_received_twist = Twist()
        self.last_recieved_stamp = None
        # Set the update rate
        rospy.Timer(rospy.Duration(.05), self.timer_callback) # 20hz
        self.tf_pub = tf2_ros.TransformBroadcaster()
        # Set subscribers
        rospy.Subscriber('/gazebo/link_states', LinkStates, self.sub_robot_pose_update)
    def sub_robot_pose_update(self, msg):
        # Find the index of the racecar
        try:
            arrayIndex = msg.name.index('racebot::base_footprint')
        except ValueError as e:
            # Wait for Gazebo to startup
   
### 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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