复合机器人gazebo仿真

### 复合机器人在 Gazebo 中的仿真配置 要在 Gazebo 中设置和运行复合机器人仿真，需要完成以下几个方面的配置： #### 1. **URDF/XACRO 文件定义** 复合机器人通常由多个子模块组成（如移动平台和机械臂）。这些组件可以通过 URDF 或 XACRO 文件描述。XACRO 是一种扩展语法，允许更方便地重用和参数化模型文件。 以下是 Husky 移动平台加载 Kinova Jaco2 的示例 XACRO 定义片段： ```xml <?xml version="1.0"?> <robot name="composite_robot" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro"> <!-- Include Husky base --> <xacro:include filename="$(find husky_description)/urdf/husky.urdf.xacro"/> <xacro:husky prefix="" /> <!-- Include Jaco2 arm --> <xacro:include filename="$(find kinova_description)/urdf/j2n6s300_standalone.urdf.xacro"/> <xacro:j2n6s300 prefix="arm_" parent_link="base_footprint"/> <!-- Joint between the mobile platform and the arm --> <joint name="platform_to_arm_joint" type="fixed"> <parent link="base_footprint"/> <child link="arm_base"/> <origin xyz="0 0 0.5" rpy="0 0 0"/> </joint> </robot> ``` 此代码片段展示了如何将 Husky 和 Jaco2 进行组合[^4]。 --- #### 2. **Gazebo 插件集成** 为了让复合机器人在 Gazebo 中正常工作，可能需要引入一些插件来模拟传感器数据或控制器行为。例如，`gazebo_ros_control` 插件用于连接 ROS 控制器管理器与 Gazebo 物理引擎。 以下是一个典型的 `gazebo_ros_control` 配置示例： ```xml <gazebo> <plugin filename="libgazebo_ros_control.so" name="gazebo_ros_control"> <robotNamespace>/composite_robot</robotNamespace> </plugin> </gazebo> ``` 该配置确保了 Gazebo 能够接收来自 ROS 控制器的命令并反馈状态信息[^1]。 --- #### 3. **世界文件设计** 创建一个自定义的世界文件以定义仿真环境。这包括地形、障碍物和其他静态对象。下面是一个简单的 Gazebo 世界文件模板： ```xml <sdf version="1.6"> <world name="default"> <include> <uri>model://ground_plane</uri> </include> <include> <uri>model://sun</uri> </include> <model name="obstacle_1"> <pose>-1 0 0.5 0 0 0</pose> <link name="box_link"> <collision name="box_collision"> <geometry> <box><size>0.5 0.5 1</size></box> </geometry> </collision> <visual name="box_visual"> <geometry> <box><size>0.5 0.5 1</size></box> </geometry> </visual> </link> </model> </world> </sdf> ``` 这个例子中添加了一个立方体作为障碍物[^2]。 --- #### 4. **启动脚本编写** 最后一步是编写一个 launch 文件，以便一键启动整个仿真系统。以下是一个完整的 launch 文件示例： ```xml <launch> <!-- Load robot description into parameter server --> <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(find composite_robot_description)/urdf/composite_robot.urdf.xacro"/> <!-- Spawn robot model in Gazebo --> <node pkg="gazebo_ros" type="spawn_entity.py" name="spawn_entity" args="-entity composite_robot -topic /robot_description -x 0 -y 0 -z 0.5"/> <!-- Start gazebo simulation with custom world file --> <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch"> <arg name="world_name" value="$(find composite_robot_gazebo)/worlds/custom.world"/> <arg name="paused" default="false"/> <arg name="use_sim_time" default="true"/> </include> <!-- Launch controllers --> <rosparam file="$(find composite_robot_control)/config/controllers.yaml" command="load"/> <node pkg="controller_manager" type="spawner" name="controller_spawner" output="screen" args="--namespace=composite_robot joint_state_controller arm_trajectory_controller"/> </launch> ``` 上述脚本集成了机器人模型加载、Gazebo 启动以及控制器初始化等功能。 --- #### 5. **惯性矩阵调整** 如果发现仿真中的运动表现异常，可能是由于 URDF 文件中的惯性矩阵未正确设定所致。建议参考《机器人学导论》一书中的相关内容进行校准[^5]。 --- ### 总结 通过以上步骤，可以在 Gazebo 中成功构建和运行复合机器人仿真。具体操作涉及 URDF/XACRO 建模、Gazebo 插件配置、世界文件编辑以及启动脚本编写等多个方面。 ---