ROS联合webots实战案例(五)导航功能包入门1

导航功能包入门1

注意：

• 再学习本系列教程时，应该已经安装过ROS了并且需要有一些ROS的基本知识

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webots版本：2020b rev1
ros版本：melodic

在前面几章中分别介绍了在webots中如何创建自己的机器人、添加传感器以及使用手柄或键盘驱动它在仿真环境中移动。在本章中,你会学习到ROS系统最强大的特性之一，它能够让你的机器人自主导航和运动。

1. ROS导航框架

在图中,能够看到白色、灰色和虚线三种框。白框表示其中的这些功能包集已经在ROS中集成了,并且它们提供的多种节点能够为机器人实现自主导航。

2. 测量或估计机器人姿态

在webots中可以直接使用GPS进行定位。并且利用IMU传感器获取惯性信息来补偿位置和方向值。

姿态(位置+方向)：在ROS中,机器人的位置(position:x,y,z)和方向(orientation:x,y,z,w)被定义为姿态。

2.1 在webots中加入GPS和IMU

1. 打开webots

2. 在Robot->children下添加如下两个设备
   

3. 保存并刷新场景

4. 在控制台下输入以下命令查看是否同步到webots

$ rosservice list

可以看到已经同步上来了

3. 识别障碍物

这里我们使用了激光雷达，在上一节已经带大家配置、调试好了。
在webots中包含了市面上常见的传感器。有距离传感器和视觉传感器等多种传感器。其中距离传感器有基于雷达的距离传感器(常用的是LDS、LRF和LiDAR)、超声波传感器和红外距离传感器等,而视觉传感器包括立体相机、单镜相机、360度相机,以及经常用作深度摄像头的Kinect也都用于识别障碍物。

4. 创建变换

导航包需要知道传感器、轮子和关节的位置。
在这里我们使用tf软件库来完成这部分工作。它会管理坐标变换树。

4.1 创建广播机构

1. 让我们创建一个代码测试测试一下。在webots_demo/src文件夹下创建一个robot_broadcaster.cpp。
2. 为了不重复造轮子，直接把webots_ros基础代码复制进来。

#include <signal.h>
#include <std_msgs/String.h>
#include "ros/ros.h"
 
#include <webots_ros/set_float.h>
#include <webots_ros/set_int.h>
#include <webots_ros/Int32Stamped.h>
 
using namespace std;
#define TIME_STEP 32    //时钟
#define NMOTORS 2       //电机数量
#define MAX_SPEED 2.0   //电机最大速度
 
ros: