<think>我们被要求使用
STDR仿真器加载自定义地图并进行
机器人仿真。参考引用中提供了安装
和启动命令，以及
STDR的基本介绍。根据引用[1]，安装命令是`sudo apt-get install
ros-$
ROS_DISTRO-
stdr-
simulator`，启动命令是`
roslaunch
stdr_launchers server_with_map_and_gui_plus_robot.launch`。但是，这个启动命令启动的是带有默认地图
和机器人的
仿真环境。我们需要加载自定义地图。
步骤：
1. 安装
STDR仿真器（如果尚未安装）。
2. 准备自定义地图文件。
STDR使用yaml
和pgm文件来表示地图。通常，地图由两个文件组成：
一个yaml文件（描述地图的元数据）
和一个pgm文件（图像文件，表示占据栅格）。
3. 修改
STDR的启动配置，以便加载自定义地图。
4. 启动
仿真环境。
5. 控制
机器人运动。
详细步骤：
一、安装
STDR仿真器
根据引用[1]，安装命令为：
```bash
sudo apt-get install
ros-$
ROS_DISTRO-
stdr-
simulator
```
请将`$
ROS_DISTRO`替换为你的
ROS版本（如kinetic、melodic、noetic等）。
二、准备自定义地图
你需要准备两个文件：`mymap.yaml`
和`mymap.pgm`。其中，`mymap.yaml`文件内容示例如下：
```yaml
image: mymap.pgm
resolution: 0.050000
origin: [-50.000000, -50.000000, 0.000000]
negate: 0
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.196
```
注意：`image`字段指定pgm文件名，`resolution`是地图分辨率（米/像素），`origin`是地图左下角在全局坐标系中的位置（x,y,角度），`negate`表示是否反转图像（0或1），`occupied_thresh`
和`free_thresh`是阈值。
`mymap.pgm`是
一个灰度图像，白色表示空闲区域，黑色表示障碍物，灰色为未知区域。图像尺寸应与yaml文件中定义的分辨率
和原点相匹配。
三、加载自定义地图
有两种方法加载自定义地图：
方法1：在启动时加载地图
我们可以修改启动文件，或者使用已有的启动文件并指定地图参数。查看
STDR的启动文件，我们发现`server_with_map_and_gui.launch`文件（位于`
stdr_launchers`包中）可以加载地图。我们可以复制这个启动文件并修改，或者创建
一个新的启动文件。
例如，创建
一个新的启动文件`custom_map.launch`：
```xml
<launch>
<!--
STDR simulator -->
<node name="
stdr_server" type="
stdr_server_node" pkg="
stdr_server" output="screen" args="$
(find your_package
)/maps/mymap.yaml"/>
<include file="$
(find
stdr_gui
)/launch/
stdr_gui.launch"/>
</launch>
```
注意：这里我们假设你的地图文件放在`your_package/maps/`目录下（你需要将`your_package`替换为实际包名）。启动文件中的`
stdr_server_node`节点通过`args`参数指定地图yaml文件的路径。
方法2：在
仿真器启动后加载地图（动态加载）
启动默认的
仿真环境（不带地图的服务器）：
```bash
roslaunch
stdr_launchers server_no_map.launch
```
然后，使用`
stdr_map_server`提供的地图加载服务：
```bash
rosservice call /
stdr_server/load_map "mapFile: '<path_to_yaml_file>'"
```
例如：
```bash
rosservice call /
stdr_server/load_map "mapFile: '/home/user/catkin_ws/src/your_package/maps/mymap.yaml'"
```
四、启动
仿真环境
如果使用方法1，则直接启动自定义的launch文件：
```bash
roslaunch your_package custom_map.launch
```
如果使用方法2，则先启动无地图的服务器，然后通过服务调用加载地图。之后，你可以启动GUI：
```bash
roslaunch
stdr_gui
stdr_gui.launch
```
五、
机器人控制
引用[4]提到了
机器人控制消息类型：`geometry_msgs/Twist`，它包含线速度
和角速度。在
STDR中，
机器人默认的速度控制话题是`/robot0/cmd_vel`（如果有多个
机器人，编号会递增）。因此，我们可以发布速度命令到这个话题来控制
机器人。
例如，使用`
rostopic pub`命令让
机器人向前移动：
```bash
rostopic pub /robot0/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:
x: 0.5
y: 0.0
z: 0.0
angular:
x: 0.0
y: 0.0
z: 0.0" -r 10
```
或者，你也可以编写
一个节点来发布速度命令。
六、添加
机器人
默认情况下，启动`server_with_map_and_gui_plus_robot.launch`会加载
一个机器人。如果使用自定义启动文件，你可能需要添加
机器人。
STDR提供了添加
机器人的服务。例如，使用`
stdr_robot`包中的`robot_handler`节点提供的服务：
```bash
rosservice call /
stdr_server/add_robot "robotDescription: ..."
```
机器人的描述是
一个XML字符串，定义了
机器人的属性（如传感器、初始位姿等）。
STDR提供了一些预定义的
机器人模型，位于`
stdr_resources`包中（如`robots/pandora_robot.xml`）。我们可以加载这些文件并作为字符串传入。
更
简单的方法是使用`load_robot`服务，它可以直接加载
一个机器人描述文件：
```bash
rosservice call /
stdr_server/load_robot "name: 'robot0'
robotDescription: '<robot> ... </robot>'" # 这里需要将整个XML内容作为字符串传入
```
或者，我们可以使用`
stdr_robot`包中的`robot_creator`工具来添加
机器人。
注意：在
STDR中，地图
和机器人的管理都是通过服务调用来实现的。因此，我们可以在
仿真运行过程中动态添加
和删除
机器人。
总结步骤（推荐使用方法1）：
1. 安装
STDR：`sudo apt-get install
ros-$
ROS_DISTRO-
stdr-
simulator`
2. 创建地图文件（yaml
和pgm）。
3. 创建
一个启动文件（例如`custom_map.launch`），在启动
stdr_server时指定地图文件路径。
4. 启动：`
roslaunch your_package custom_map.launch`
5. 如果需要添加
机器人（如果启动文件没有添加，则通过服务调用添加）。
6. 控制
机器人：发布速度命令到`/robotX/cmd_vel`（X为
机器人编号）。
注意：在创建启动文件时，我们也可以直接包含已有的启动文件并覆盖参数。例如，我们可以修改`
stdr_server`节点的参数来指定地图文件。
由于
STDR的GUI启动文件（`
stdr_gui.launch`）是独立的，我们在启动文件中包含了它，所以启动后会自动打开GUI界面。
如果遇到问题，请参考
STDR的官方教程：http://wiki.
ros.org/
stdr_
simulator
下面是
一个完整的自定义启动文件示例（假设地图文件在`your_package`的`maps`目录下，文件名为`mymap.yaml`）：
```xml
<launch>
<!-- 启动
STDR服务器，并加载自定义地图 -->
<node name="
stdr_server" pkg="
stdr_server" type="
stdr_server_node" output="screen">
<param name="map_file" value="$
(find your_package
)/maps/mymap.yaml" />
</node>
<!-- 启动
STDR GUI -->
<include file="$
(find
stdr_gui
)/launch/
stdr_gui.launch"/>
<!-- 添加
一个机器人（可选，如果地图启动后没有
机器人） -->
<!-- 这里使用
一个延迟，确保服务器已经启动，然后添加
机器人 -->
<node name="add_robot" pkg="
stdr_robot" type="robot_handler" args="add $
(find
stdr_resources
)/resources/robots/pandora_robot.xml 5 5 0" launch-prefix="bash -c 'sleep 5; $0 $@' "/>
</launch>
```
注意：上面的`add_robot`节点会在启动后5秒添加
一个机器人（使用`pandora_robot.xml`模型），初始位姿为
(5,5,0
)。你可以根据需要调整。
最后，控制
机器人：我们可以使用键盘控制，例如使用`teleop_twist_keyboard`：
```bash
rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py cmd_vel:=/robot0/cmd_vel
```
这样，我们就可以在自定义地图上控制
机器人了。
§§相关问题§§
1. 如何创建
STDR仿真器所需的自定义地图？
2. 在
STDR仿真器中，如何动态添加或删除
机器人？
3. 如何通过
ROS服务调用在
STDR仿真器中加载地图？
4. 如何控制
STDR仿真器中的多个
机器人？</think>### 使用
STDR Simulator 加载自定义地图并进行
机器人仿真
以下是完整的操作步骤，基于
ROS 系统实现：
---
#### **1. 安装
STDR Simulator**
```bash
# 替换 $
ROS_DISTRO 为你的
ROS 版本（如 noetic/melodic）
sudo apt-get install
ros-$
ROS_DISTRO-
stdr-
simulator
```
---
#### **2. 准备自定义地图文件**
需要两个文件（放在同一目录，如 `~/catkin_ws/src/maps`）：
- **PGM 文件**：地图图像（如 `mymap.pgm`），灰度图表示障碍物
- **YAML 文件**：地图元数据（如 `mymap.yaml`），内容示例：
```yaml
image: mymap.pgm
resolution: 0.05 # 米/像素
origin: [-10, -10, 0] # 左下角坐标 [x,y,角度]
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.196
```
---
#### **3. 创建启动文件加载自定义地图**
新建 `custom_sim.launch`：
```xml
<launch>
<!-- 启动
STDR 服务器并加载自定义地图 -->
<node name="
stdr_server" pkg="
stdr_server" type="
stdr_server_node" output="screen">
<param name="map_file" value="$
(find your_package
)/maps/mymap.yaml" />
</node>
<!-- 启动 GUI -->
<include file="$
(find
stdr_gui
)/launch/
stdr_gui.launch" />
<!-- 添加
机器人（可选） -->
<node name="robot_spawner" pkg="
stdr_robot" type="robot_handler" args="add $
(find
stdr_resources
)/resources/robots/pandora_robot.xml 1 1 0" />
</launch>
```
> 替换 `your_package` 为存放地图的
ROS 包名[^3]
---
#### **4. 启动
仿真环境**
```bash
roslaunch your_package custom_sim.launch
```
此时
STDR GUI 将显示自定义地图
和机器人（初始位姿由 `robot_spawner` 中的 `[x y θ]` 指定）[^1]。
---
#### **5. 控制
机器人运动**
通过
ROS 话题发布速度指令：
```bash
# 发布线速度 0.5 m/s，角速度 0.1 rad/s
rostopic pub /robot0/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:
x: 0.5
y: 0.0
z: 0.0
angular:
x: 0.0
y: 0.0
z: 0.1" -r 10
```
> 控制话题默认为 `/robotX/cmd_vel`（X 为
机器人ID）[^4]
---
#### **关键说明**
1. **地图动态加载**：可通过服务调用实时切换地图：
```bash
rosservice call /
stdr_server/load_map "map_file: '<新地图路径>'"
```
2. **
机器人管理**：
- 添加
机器人：`
rosservice call /
stdr_server/add_robot ...`
- 删除
机器人：`
rosservice call /
stdr_server/delete_robot "name: 'robot0'"`
3. **导航支持**：可集成 `move_base` 实现自主导航[^3]。
---
### 可视化效果
成功启动后，
STDR GUI 将显示：
- 自定义地图的障碍物分布
-
机器人的实时位姿
和传感器数据（如激光扫描）
-
机器人运动轨迹
![
STDR GUI 界面]
(https://wiki.
ros.org/
stdr_
simulator?action=AttachFile&do=get&target=
stdr_gui.png
)
> 图：
STDR 仿真界面示意图[^3]
本文介绍了一个详细的stdr_simulator教程，该教程适用于多个ROS版本如hydro、indigo等，并提供了架构图帮助理解。此外，文章还提及了如何使用Qt进行编译和调试。
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