机器人操作系统ROS原理及应用 课件 30 可视化与仿真

可视化与仿真Rviz简介RViz(robotvisualizationtool)是ROS的三维可视化工具。RViz以三维方式显示ROS消息，可以将数据进行可视化表达。可以无需编程显示激光测距仪等三维距离传感器的点云数据，可以从相机获取图像值等。RViz的优点在于即使没有机器人的硬件也可以进行虚拟仿真，可以进行SLAM测试和导航。Rviz显示摄像头画面（1）安装摄像头通用驱动包在工作空间目录下克隆安装usb_cam包，然后编译。

cdcatkin_ws/src gitclone/ros-drivers/usb_cam.git cd.. catkinmakeRviz显示摄像头画面（2）启动启动通用摄像头测试launch文件roslaunchusb_camusb_cam-test.launch然后运行RViz在RViz界面中，单击左下方的Add按钮，在弹出的rviz窗口中选中Bydisplaytype选项卡下的Image项，然后单击按钮OK添加，将左侧Image项中的ImageTopic值更改为/usb_cam/image_raw,摄像头的画面就会显示在下方Rviz显示摄像头画面（2）启动启动通用摄像头测试launch文件Rviz显示激光雷达数据（1）下载编译SDK驱动在用户目录克隆rplidar_sdk包，然后进入驱动包目录，输入命令make编译该源码包。

cd~ gitclone/slamtec/rplidar_sdk.git cdrplidar_sdk makeRviz显示激光雷达数据（2）下载编译ROS测试包在工作空间目录下克隆安装rplidar_ros包，然后编译，如图5-38所示。

cdcatkin_ws/src gitclone/slamtec/rplidar_ros.git cd.. catkinmakeRviz显示激光雷达数据（3）连接激光雷达将激光雷达插入电脑的USB接口，确保电脑处于连网状态，系统自动识别激光雷达并安装驱动程序。使用lsusb命令查看是否连接成功。如果出现有类似设备“SiliconLabsCP210xUARTBridge”，说明连接成功。Rviz显示激光雷达数据（4）设置当前用户权限dialout是Linux系统中用于管理串口设备访问权限的用户组，命令sudogpasswd–addusernamedialout把用户username添加到dialout用户组，使该用户具备串口设备操作权限。本例中，执行下列命令把当前用户ros添加到dialout组。

sudogpasswd--addrosdialoutRviz显示激光雷达数据（5）运行rplidar示例程序并显示输入roslaunchrplidar_rosview_rplidar_xxx.launch命令启动激光雷达和RViz，命令中的xxx根据实际情况选择具体产品型号，本例中是a2m8。Gazebo简介Gazebo是ROS的开源三维物理仿真平台。Gazebo具有高质量的图形渲染、方便的编程与图形接口，支持多种开源的物理引擎。可以进行机器人的运动学、动力学仿真，也可以加载自定义的环境和场景。加载Gazebo模型Gazebo在启动时会加载模型库，如果从网络加载可能会导致启动Gazebo比较慢。可以在~/.gazebo目录下执行下列命令下载Gazebo官方模型：gitclone/osrf/gazebo_models.gitSLAM建图与导航1.Turtlebot3简介TurtleBot3是一款小型、经济实惠、可编程、基于ROS的移动机器人，主要用于教育、研究、业余爱好和产品原型设计。。TurtleBot3有三个版本：Burger、Waffle、WaffelPi，如图5-46所示，ROS官方提供TurtleBot3的模型下载。SLAM建图与导航2.SALMSLAM（simultaneouslocalizationandmapping，同步定位与建图）是机器人在未知空间通过探测周围环境来估计当前位置并绘制地图的方法。SLAM是为了让机器人自行绘制地图而出现的技术，通常采用激光雷达、深度相机、IMU惯导等作为解决方案。SLAM通常按照以下步骤实现建图与导航：1） 选择机器人的型号；2） 加载待扫描的地图；3） 调用机器人上的激光雷达和SLAM中的gampping；4） 利用键盘控制进行操作，使得机器人在空间中行进；5） 检查地图是否清晰完整，如果不是，则返回上一步继续进行扫描，否则则保存地图，完