gazebo抓取/轮式底盘仿真问题汇总

千里飞刀客

已于 2024-04-02 00:04:09 修改

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文章标签：机器人

于 2024-04-01 23:47:47 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/blue_skyLZW/article/details/137250283

版权

本文详细描述了在使用Gazebo进行机器人仿真时遇到的问题，如机器人启动后悬浮、Robotiq手抓无法正常运动和轮子摩擦设置等，并提供了相应的解决方案，包括修改URDF文件和使用特定插件。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

记录gazebo仿真中各种疑问

1、启动gazebo仿真环境后机器人不下落

<launch>

  <arg name="world_name" default="worlds/empty.world"/>
  <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch" >
    <arg name="paused" value="true" />
    <arg name="gui" value="true"/>
    <arg name="world_name" value="$(arg world_name)"/>
    <arg name="debug" value="false"/>
  </include>

  <arg name="urdf_path" default="$(find lunyi_description)/urdf/lunyi_description.xacro"/>
  <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro --inorder $(arg urdf_path)"/>

  <node
    name="spawn_model"
    pkg="gazebo_ros"
    type="spawn_model"
    args="-urdf -param robot_description -model lunyi -z 0.17
          -J ur3_shoulder_lift_joint -1.57
          -J ur3_elbow_joint 1.57
          -J ur3_wrist_1_joint -1.57
          -J ur3_wrist_2_joint -1.57
          -J ur3_wrist_3_joint -1.57"
    output="screen" />

  <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" />
  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" />
</launch>

上方代码中

args="-urdf -param robot_description -model lunyi -z 0.17

-z是让机器人在一定高度出现，我记得之前机器人出现之后，就会在重力的作用下，落到地面，但是今天机器人出现之后，直接悬浮在空中，死活不降落。
后来发现问题原因：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!-- This URDF was automatically created by SolidWorks to URDF Exporter! Originally created by Stephen Brawner (brawner@gmail.com) 
     Commit Version: 1.6.0-4-g7f85cfe  Build Version: 1.6.7995.38578
     For more information, please see http://wiki.ros.org/sw_urdf_exporter -->
<robot name="lunyi" xmlns:xacro="http://wiki.ros.org/xacro">
  <!-- <link name="world"/>
  <joint name="w_b_joint" type="fixed">
      <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
      <parent link="world" />
      <child link="base_link" />
  </joint> -->

是因为我在xacro文件中加入了没有mass和inertia的world link，导致机器人整个悬浮，去掉world就好了。

2、robotiq手抓在gazebo中无力下垂/乱转

我的环境是 ros melodic
先说无力下垂的原因：

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro">

  <xacro:macro name="robotiq_85_gripper_transmission" params="prefix">

        <transmission name="${prefix}gripper_finger1_trans">
            <type>transmission_interface/SimpleTransmission</type>
            <joint name="${prefix}gripper_finger1_joint">
                <hardwareInterface>hardware_interface/PositionJointInterface</hardwareInterface>
            </joint>
            <actuator name="${prefix}gripper_finger1_motor">
                <mechanicalReduction>1</mechanicalReduction>
                <hardwareInterface>hardware_interface/PositionJointInterface</hardwareInterface>
            </actuator>
        </transmission>
        
        <gazebo>
            <!-- loading plugin: mimic joints works in gazebo now -->
            <!-- libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so -->
            <!-- libgazebo_mimic_joint_plugin.so -->
            <plugin filename="libgazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_1">
                <joint>${prefix}gripper_finger1_joint</joint>
                <mimicJoint>${prefix}gripper_finger2_joint</mimicJoint>
                <!--multiplier>1.0</multiplier>
                <offset>0.0</offset-->
            </plugin>
            <plugin filename="libgazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_2">
                <joint>${prefix}gripper_finger1_joint</joint>
                <mimicJoint>${prefix}gripper_finger2_inner_knuckle_joint</mimicJoint>
                <!--multiplier>1.0</multiplier>
                <offset>0.0</offset-->
            </plugin>
            <plugin filename="libgazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_3">
                <joint>${prefix}gripper_finger1_joint</joint>
                <mimicJoint>${prefix}gripper_finger1_inner_knuckle_joint</mimicJoint>
                <!--multiplier>1.0</multiplier>
                <offset>0.0</offset-->
            </plugin>
            <plugin filename="libgazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_4">
                <joint>${prefix}gripper_finger1_joint</joint>
                <mimicJoint>${prefix}gripper_finger1_finger_tip_joint</mimicJoint>
                <multiplier>-1.0</multiplier>
                <offset>0.0</offset>
            </plugin>
            <plugin filename="libgazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_5">
                <joint>${prefix}gripper_finger1_joint</joint>
                <mimicJoint>${prefix}gripper_finger2_finger_tip_joint</mimicJoint>
                <multiplier>-1.0</multiplier>
                <offset>0.0</offset>
            </plugin>
        </gazebo>

        <gazebo>
            <plugin name="gazebo_grasp_fix" filename="libgazebo_grasp_fix.so">
                <arm>
                    <arm_name>ur5_grasp_robot</arm_name>
                    <palm_link> ur3_wrist_3_link </palm_link>
                    <gripper_link>gripper_finger1_finger_tip_link</gripper_link>
                    <gripper_link>gripper_finger2_finger_tip_link</gripper_link>
                    <gripper_link>gripper_finger1_inner_knuckle_link</gripper_link>
                    <gripper_link>gripper_finger2_inner_knuckle_link</gripper_link>
                    <gripper_link>gripper_finger1_knuckle_link</gripper_link>
                    <gripper_link>gripper_finger2_knuckle_link</gripper_link>
                </arm>
                <forces_angle_tolerance>90</forces_angle_tolerance>
                <update_rate>130</update_rate>
                <grip_count_threshold>2</grip_count_threshold>
                <max_grip_count>8</max_grip_count>
                <release_tolerance>0.005</release_tolerance>
                <disable_collisions_on_attach>true</disable_collisions_on_attach>
                <contact_topic>__default_topic__</contact_topic>
            </plugin>
        </gazebo>
    </xacro:macro>

</robot>

以上是robotiq_85_gripper/robotiq_85_description/urdf/robotiq_85_gripper.transmission.xacro的内容，可以看到，mimic_joint 需要插件驱动。
先是参考了这位https://blog.youkuaiyun.com/qq_44642372/article/details/123995916。下载了roboticsgroup_gazebo_plugins-master，经过编译之后，得到libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so ，然后在robotiq_85_gripper/robotiq_85_description/urdf/robotiq_85_gripper.transmission.xacro中使用 libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so
即改为：

<plugin filename="libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_1">
                <joint>${prefix}gripper_finger1_joint</joint>
                <mimicJoint>${prefix}gripper_finger2_joint</mimicJoint>
                <!--multiplier>1.0</multiplier>
                <offset>0.0</offset-->
            </plugin>

可能有人到这一步就可以了，但是我加载进gazebo之后，夹抓可以正常一会，之后就开始某些关节疯狂转圈，然后我替换了另外一个插件：

libgazebo_mimic_joint_plugin.so

相应代码就是：

<plugin filename="libgazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_1">
                <joint>${prefix}gripper_finger1_joint</joint>
                <mimicJoint>${prefix}gripper_finger2_joint</mimicJoint>
                <!--multiplier>1.0</multiplier>
                <offset>0.0</offset-->
            </plugin>

这个插件需要编译的包是robotiq_85_gripper/robotiq_gazebo，应该在robotiq_gripper包里，github可以搜到。
最后为改成这个就正常了。
其他参考https://blog.youkuaiyun.com/lejou_lee/article/details/109644533,这个我没尝试，可能也有用，用升级版的。

3、夹抓夹不起来物体

原因：工作空间的环境没有抓取的插件：libgazebo_grasp_fix.so
下载两个包到工作空间编译即可：gazebo-pkgs和 general-message-pkgs，在github应该可以搜到。

4、给轮子添加摩擦系数

<gazebo reference="lf_link2">
    <mu1>100000000</mu1>
    <mu2>100000000</mu2>
    <kp>100000000</kp>
    <kd>1</kd>
    <minDepth>0.01</minDepth>
    <maxVel>100</maxVel>  
  </gazebo>

5、给两轮添加差速控制器

<gazebo>
        <plugin name="differential_drive_controller" filename="libgazebo_ros_diff_drive.so">
            <rosDebugLevel>Debug</rosDebugLevel>
            <publishWheelTF>true</publishWheelTF>
            <robotNamespace>/</robotNamespace>
            <publishTf>1</publishTf>
            <publishWheelJointState>true</publishWheelJointState>
            <alwaysOn>true</alwaysOn>
            <updateRate>100.0</updateRate>
            <legacyMode>true</legacyMode>
            <leftJoint>lb_joint</leftJoint>
            <!--left_joint-->
            <rightJoint>rb_joint</rightJoint>
            <!--right_joint-->
            <wheelSeparation>0.4985</wheelSeparation>
            <!--wheel_separation-->
            <wheelDiameter>0.305</wheelDiameter>
            <!--wheel_diameter-->
            <broadcastTF>1</broadcastTF>
            <wheelTorque>30</wheelTorque>
            <wheelAcceleration>1.8</wheelAcceleration>
            <commandTopic>cmd_vel</commandTopic>
            <odometryFrame>odom</odometryFrame> 
            <odometryTopic>odom</odometryTopic>
            <robotBaseFrame>base_link</robotBaseFrame>
            <!--
            <odometrySource>world</odometrySource>
            <publishTf>1</publishTf>
            -->
        </plugin>
    </gazebo>