Carsim、Simulink与Ros联合仿真（一）-实现联仿

一、前提条件

1、在Windows系统已安装Carsim、MATLAB，在VMware虚拟机已安装Ubuntu，在Ubuntu中安装了Ros。

2、已完成Carsim与Simulink的联合仿真，并且运行成功。

我的Carsim与Simulink的联合仿真是根据设置的期望速度和carsim反馈发实车速度，通过PID控制得到期望加速度，然后再转化为每个车轮的驱动扭矩和车辆的制动压力，从而实现车辆的速度闭环控制。（可以自己设置一个简单的控制）

二、建立MATLAB与ROS通信

1、在ubuntu系统查看本机地址（虚拟机中）

在终端运行查看本机地址命令

ifconfig

 如果没有发现这个命令，运行：

sudo apt install net-tools

安装完net-tools后，重新运行ifconfig，如下所示，找到本机IP：192.168.159.129（我的是这个）

 2、将本机IP写入到.bashrc文件

 打开home文件夹，按Ctrl+h显示隐藏的文件，选择.bashrc并打开

打开后在最后加入以下命令（后面的IP改为你的虚拟机的IP），然后保存退出

export ROS_IP=192.168.159.129

3、打开ROS

在终端运行：

roscore

4、在Windows系统查看本机地址

找到命令提示符

在命令提示符运行：

ipconfig

找到本机IP： 192.168.165.53（我的是这个）

5、在MATLAB建立连接

在MATLAB的命令行窗口，运行：

setenv('ROS_MASTER_URI','http://192.168.159.129:11311')
setenv('ROS_IP', '192.168.165.53')
rosinit

（在运行rosinit之前，确保Ubuntu系统中的ROS正在运行）

在MATLAB中，如果你想关闭与ROS的连接，可以在MATLAB的命令行窗口使用以下命令：

rosshutdown

这个命令将关闭MATLAB与ROS master之间的连接，并且停止所有MATLAB中创建的ROS节点。如果你有发布者、订阅者或服务正在运行，它们都将被关闭。

在调用rosshutdown之前，确保你已经保存了所有必要的数据，因为关闭连接后，MATLAB将不再接收ROS消息或与ROS节点进行通信。

6、参考文件链接

http://t.csdnimg.cn/z1WAshttp://t.csdnimg.cn/z1WAs

三、在Simulink中发布和订阅话题topic

1、发布和订阅话题的模块

1.1 发布话题

在Simulink中，使用ROS Toolbox时，"Blank Message"模块、"Bus Assignment"模块和"Publish"模块通常一起使用来创建和发布ROS消息。如下所示，我将carsim的速度和期望的速度分别通过话题cmd_vel和cmd_vel_des发布。

Blank Message模块

可以自行选择需要的数据类型（但是要确保同一个话题的"Blank Message"模块、"Publish"模块和"Subscribe"模块的数据类型要一致）

Bus Assignment模块

将Blank Message模块和Bus Assignment模块连接以后，把“要赋值的元素”中的元素删除，把“总线中的元素”Data选择入“要赋值的元素”中（如果“总线中的元素”没有元素，需要点击一下运行）（不同的数据类型有不同的元素，需要自行尝试）

Publish模块

发布的话题topic的名称可以自己设置

1.2 订阅话题

在Simulink中，使用ROS Toolbox时，"Subscribe"模块和"Bus Selector"模块通常一起使用来接收和处理ROS消息。如下所示，我将订阅话题throttle_cmd和brake_cmd发布的扭矩和压力消息

Subscribe模块

保证订阅的话题名称和数据类型是与你需要的一致

Bus Selector模块

和Bus Assignment模块差不多

2、测试

如下所示，我把控制部分注释掉，通过发布两个话题和订阅两个话题（我订阅了三个，有一个加速度只是观测，不进行控制）来控制carsim

点击运行（确保MATLAB和ROS已连接）以后可以在观测区看到车辆的速度并没有被控制，这是因为还没有控制的话题发布，但是可以在MATLAB的命令行窗口输入指令：

rostopic list

可以看见订阅和发布的话题

3、参考文件链接

使用MATALB来辅助ROS开发时常用的simulink模块介绍 - 古月居 (guyuehome.com)

二、在Simulink中生成Ros的代码

通过生成的ros代码发布和订阅上面的话题

1、新建一个Simulink文件

将PID速度控制模块复制到新建的Simulink文件。

2、配置“模型设置”

在求解器选择--->类型--->定步长。

在求解器详细信息--->固定步长--->0.01。

在硬件实现--->Hardware board--->Robot Operating System (ROS）。

3、发布和订阅话题

和前面操作一样

4、编译成代码

（确保MATLAB和ROS已连接）

在文件夹会生成两个文件

5、Ubuntu系统文件配置

5.1 创建工作空间

在主文件夹打开终端，输入：

mkdir ros_simulink_ws

cd ros_simulink_ws/

mkdir src

5.2 复制文件

将在Windows生成的两个文件复制到下面的目录下

我会出现下面这个问题，选择“全部跳过”（有人知道这是什么问题，怎么解决，请在评论区告知，十分感谢）

5.3 提取文件

或者（当没有提取到此处这个选项时）

5.4 编译工作空间

catkin_make

5.5 设置环境变量

方法一：

source devel/setup.bash

方法二：

打开home文件夹，按Ctrl+h显示隐藏的文件，选择.bashrc并打开

打开后在最后加入以下命令（ros_simulink_ws是我的工作空间，改为自己的），然后保存退出

source ~/ros_simulink_ws/devel/setup.bash

四、ROS运行控制节点，Simulink运行联仿文件

（确保MATLAB和ROS已连接）

在Ubuntu系统新打开一个终端运行：

rosrun ros_pid_v ros_pid_v 

在Windows系统运行Simulink文件

运行结果（运行很慢，就不等运行完了）

参考文件链接

使用树莓派4B搭建简易的控制器硬件在环仿真平台_树莓派4b硬件在环hil联合仿真-优快云博客

ROS-MATLAB/SIMULINK 基础笔记 - 知乎 (zhihu.com)

（垃圾信息，不一定有用）

mkdir ros_pid_v

tar zxvf ros_pid_v.tgz -C ~/ros_simulink_ws/src/ros_pid_v/

cd ~/ros_simulink_ws/

catkin_make

source devel/setup.bash

rosrun ros_pid_v ros_pid_v