MATLAB与ROS联合仿真——ROS环境搭建及相关准备工作(下)

本文详细介绍了在安装ROS后,如何进行MATLAB与ROS的联合仿真的准备工作,包括创建ROS工作空间和功能包、安装Gazebo11、导入实验功能包、安装VisualStudioCode(选做)以及安装一些便捷开发工具如gparted、clang-format-9和synaptic。步骤详尽,适用于初学者。

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   本篇文章主要介绍在安装完ROS后,在进行MATLAB与ROS联合仿真之前,需要进行的一些环境搭建以及准备工作,主要分为 创建ROS工作空间及功能包、必备功能包安装、安装Gazebo11、导入实验功能包至工作空间、安装Visual_Studio_Code(选做)、常用便捷工具安装(选做) 六部分。

   本部分内容共分为上下两篇,上篇包括创建ROS工作空间及功能包和必备功能包安装这两部分,下篇包括、安装Gazebo11、导入实验功能包至工作空间、安装Visual_Studio_Code(选做)、常用便捷工具安装(选做)这四部分。


在这里插入图片描述



   第三部分 安装Gazebo11

   1.设置你的电脑来接收软件

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list'

   2.设置秘钥

wget https://packages.osrfoundation.org/gazebo.key -O - | sudo apt-key add -

   3.安装Gazebo

sudo apt-get update
sudo apt-get install gazebo11
sudo apt-get install libgazebo11-dev

   4.检查你的安装

gazebo

   5.安装其他关联安装包(应该已自动安装了,可输入指令看一下是否已自动安装,没装的话装一下)

sudo apt-get install ros-noetic-rviz
sudo apt-get install ros-noetic-robot-state-publisher
sudo apt-get install ros-noetic-gazebo-ros-pkgs ros-noetic-gazebo-ros-control
sudo apt install ros-noetic-moveit

   6、运行 安装包索引

sudo apt-get update

   第四部分 导入实验功能包至工作空间

   1、将实验资料里的ackerman_sim功能包复制到工作空间catkin_ws的src文件夹下,如果不能粘贴,就在win10下选中该功能包,直接拖到虚拟机下的src文件夹下

在这里插入图片描述


   2、打开ackerman_sim功能包将smartcar_plane文件夹复制

在这里插入图片描述


   在主文件夹下,使用Ctrl+h,显示隐藏文件,选择,.gazebo文件夹,打开后选择models文件夹,打开后将刚才复制的文件粘贴至该文件夹下,如下所示:(如果没有找到.gazebo文件夹,说明你安装完成后没有启动过,启动一次后就生成了,如果没有models文件夹就在.gazebo文件夹下自己创建一个)

在这里插入图片描述


   3、我整理下载了一些常用的gazebo模型,由于GitHub网站访问并不友好,所以想要使用某些模型的时候,最好先下载至本地,然后添加至gazebo的models中,就像上一步一样,大家可以把实验资料里的模型按照上一步的方法导入进行(选做)

   大家拿到的是下面这样一个压缩包,将其复制到虚拟机,要是不能粘贴,同样采用拖拽的方式

在这里插入图片描述

   将压缩包复制到虚拟机后,双击打开,讲里面的内容拖拽至主文件下完成解压,这时候压缩包就可以删除了,打开解压后的文件夹,选择你想要的,或者全部,添加到第2步提到的models文件夹下就可以了,此时打开gazebo,在insert界面就可以看到导入的本地模型了

在这里插入图片描述


   4、之前也提过了,在我们对工作空间进行修改后,要重新编译工作空间,依次执行下面三条指令:

cd ~/catkin_ws/
catkin_make
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

   第五部分 安装Visual_Studio_Code(选做)

   Ubuntu环境下安装Vscode有多种方式,这里介绍的是作为一个 Snap 软件包安装 Visual Studio Code,这种方式比较简单,较适合新手,但存在一些局限性,部分功能受限,所以此处也可以根据需要,更改为使用完整版安装方式

   Snaps 是一种自包含的软件包,它包含需要运行这个应用所有的依赖。 Snap 软件包容易升级,并且非常安全。和标准的 deb 软件包不同,snaps 需要占用更大的磁盘空间,和 更长的应用启动时间。

   Snap 软件包可以通过命令行或者 Ubuntu 软件应用来安装。

   想要安装 VS Code snap版,打开你的终端(Ctrl+Alt+T)并且运行下面的命令:

sudo snap install --classic code

   Visual Studio Code 已经在你的 Ubuntu 机器上安装好了,你可以开始使用它了。


   第六部分 常用便捷工具安装(选做)

   1、安装可视化分区工具gparted

   在我们创建虚拟机的时候,如果分配的磁盘过小,在后续的使用时可能需要进行扩容,在扩容后你会发现好像磁盘并没有变大,这时候就需要进行重新分区,Ubuntu重新分区的方法很多,这里我采用了较简单的一种,采用可视化分区工具gparted进行重新分区,使用以下指令进行安装:

 sudo apt-get install gparted

   2、安装自动格式化整理代码功能包clang-format-9

   使用以下指令进行安装:

sudo apt-get install clang-format-9

   3、安装软件包管理器synaptic

   打开终端并输入以下指令进行安装:

sudo apt-get install synaptic


MATLAB(Matrix Laboratory)是一款由美国MathWorks公司开发的高性能商业数学软件,它集成了高级技术计算语言、交互式环境以及丰富的工具箱,被广泛应用于工程计算、数据分析、算法开发和科学可视化等领域。MATLAB的核心功能包括: 1. **数值计算**:支持大规模矩阵和数组运算,对线性代数、微积分、概率统计等数学问题提供高效解决方案。 2. **编程环境**:提供了易于使用的脚本编写函数定义界面,支持面向对象编程,并可通过M文件实现模块化程序设计。 3. **数据可视化**:内置强大的二维和三维图形绘制功能,能够创建高质量的数据图表,便于数据分析和结果展示。 4. **工具箱扩展**:MathWorks为MATLAB提供了众多领域的专业工具箱,如信号处理、图像处理、通信系统、控制系统、机器学习、深度学习、量化金融、优化算法等,极大地扩展了MATLAB的应用范围。 5. **Simulink仿真**:作为MATLAB的重要组成部分,Simulink是一个动态系统建模、仿真和基于模型的设计环境,特别适用于多域物理系统和嵌入式系统的模拟和实时测试。 6. **集成能力**:MATLAB可以其他编程语言(如C、C++、Java、Python等)及外部应用程序进行数据交换和联合开发,也可以调用硬件接口进行实时实验和控制。 7. **交互式工作空间**:用户可以在命令窗口中直接输入表达式并立即得到结果,这种交互式的特性使得快速原型设计和调试变得极为便利。 总之,MATLAB是科学家、工程师和技术人员进行科研、教育和工业应用不可或缺的强大工具之一,尤其在需要大量数值计算和复杂系统建模的场景下发挥着重要作用。
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