《鸿蒙机器人编程》5-实践课-创建仿真机器人与实体机器人同步-实训指南

实践课-创建仿真机器人与实体机器人同步课程内容： 本节主要介绍Arbotix控制机器人模型运动的功能，以及操控实体机器人和仿真机器人的同步运动。教学目标：掌握Arbotix控制机器人模型运动掌握启动实体机器人运动的demo掌握操作实体机器人及仿真机器人进行同步运动一．控制仿真机器人运动1.准备工作先去github下载Spark的代码：$cd~$gitclone/NXROBO/spark_noetic.git在Spark的开发包里，已经包含了Spark的仿真启动环境，我们先从启动脚本入手来了解下Spark的仿真启动内容。launch文件路径： spark_noetic/src/spark/spark_description/launch/spark_description_rviz.launch2.加载模型下图是launch文件的具体内容。<!--sparkdescriptionwithrviz--><launch><argname="camera_type_tel"default="astrapro"doc="cameratypes[asatra,astrapro,d435...]"/><argname="lidar_type_tel"default="3iroboticslidar2"doc="lidartype[3iroboticslidar2,ydlidar_g2]"/><argname="model"default="$(findspark_description)/robots/spark.urdf.xacro"/><argname="use_gui"default="false"/><argname="publish_default_positions"default="true"/><paramname="robot_description"command="$(findxacro)/xacro--inorder'$(argmodel)'camera_type_tel:=$(argcamera_type_tel)lidar_type_tel:=$(arglidar_type_tel)"/><nodename="joint_state_publisher"pkg="joint_state_publisher"type="joint_state_publisher"> <paramname="use_gui"value="$(arguse_gui)"/> <paramname="publish_default_positions"value="$(argpublish_default_positions)"/> <rosparamparam="source_list">["wheel_states"]</rosparam></node><nodename="robot_state_publisher"pkg="robot_state_publisher"type="state_publisher"/><!--showrobowithrviz--><argname="rvizconfig"default="$(findspark_description)/rviz/urdf.rviz"/><nodename="rviz"pkg="rviz"type="rviz"args="-d$(argrvizconfig)"required="true"/></launch>可以看出，这里定义了一个model变量，实际上他是指定一个机器人的urdf的描述文件。脚本启动了三个节点，joint_state_publisher、robot_state_publisher和rviz。而joint_state_publisher和robot_state_publisher两个节点均属于ros_control包中的工具。启动仿真机器人，运行下面命令：$roslaunchspark_descriptionspark_description_rviz.launch3.控制模型运动在launch文档中，我们只是加载了ros_control的相关节点以及rviz仿真器，它仅仅只是将我们的spark显示出来。为了让我们的仿真spark动起来，我们还需要一个底盘的模拟节点，在此我们使用arbotix这个包来完成此功能。$sudoaptinstallros-noetic-arbotix之后创建src/spark/spark_description/config/fake_spark_arbotix.yaml配置文件，用以仿真spark底盘参数:mkdir–pspark_noetic/src/spark/spark_description/configcdspark_noetic/src/spark/spark_description/config/touchfake_spark_arbotix.yamlgeditfake_spark_arbotix.yaml4.修改配置文件fake_spark_arbotix.yaml文件内容如下：port:/dev/ttyUSB0baud:115200rate:20sync_write:Truesync_read:Trueread_rate:20write_rate:20controllers:{#Pololumotors:1856cpr=0.3888105mtravel=4773tickspermeter(empirical:4100)base_controller:{type:diff_controller,base_frame_id:base_footprint,base_width:0.26,ticks_meter:4100,Kp:12,Kd:12,Ki:0,Ko:50,accel_limit:1.0}}5.启动新建launch文件命名为spark_description_arbotix.launch，具体代码如下：<!--sparkdescriptionwithrviz--><launch><argname="camera_type_tel"default="astrapro"doc="cameratypes[asatra,astrapro,d435...]"/><argname="lidar_type_tel"default="3iroboticslidar2"doc="lidartype[3iroboticslidar2,ydlidar_g2]"/><argname="model"default="$(findspark_description)/robots/spark.urdf.xacro"/><argname="use_gui"default="false"/><argname="publish_default_positions"default="true"/><paramname="robot_description"command="$(findxacro)/xacro--inorder'$(argmodel)'camera_type_tel:=$(argcamera_type_tel)lidar_type_tel:=$(arglidar_type_tel)"/><nodename="joint_state_publisher"pkg="joint_state_publisher"type="joint_state_publisher"> <paramname="use_gui"value="$(arguse_gui)"/> <paramname="publish_default_positions"value="$(argpublish_default_positions)"/> <rosparamparam="source_list">["wheel_states"]</rosparam></node><nodename="robot_state_publisher"pkg="robot_state_publisher"type="robot_state_publisher"/><nodename="arbotix"pkg="arbotix_python"type="arbotix_driver"output="screen"clear_params="true"><rosparamfile="$(findspark_description)/config/fake_spark_arbotix.yaml"command="load"/><paramname="sim"value="true"/></node><!--showrobowithrviz--><argname="rvizconfig"default="$(findspark_description)/rviz/urdf.rviz"/><nodename="rviz"pkg="rviz"type="rviz"args="-d$(argrvizconfig)"required="true"/></launch>启动此launch档，记得先载入spark环境：$cdspark_noetic$sourcedevel/setup.bash$roslaunchspark_descriptionspark_description_arbotix.launch6.开始控制我们打开一个新的terminal，手动发送/cmd_vel这个topic，就会看到spark模型动起来啦。$rostopicpub-r10/cmd_velgeometry_msgs/Twist'{linear:{x:0.5,y:0,z:0},angular:{x:0,y:0,z:0.5}}'7.键盘控制开启一个新终端并加载环境变量，并运行：$source~/spark_noetic/devel/setup.bash$rosrunspark_teleopspark_teleop_node这样我们就可以实现键盘控制，如下图所示。二．控制实体机器人运动在Spark的开发包中已经提供了底盘的驱动，我们只需要启动它，向它发送速度就可以了，开发包中还贴心的提供了键盘控制程序。Spark的驱动包路径：src/spark_driver/base/spark_base。发送命令：$source~/spark_noetic/devel/setup.bash$roslaunchspark_basespark_base.launch启动一个新的terminal窗口：$rostopicpub-r10/cmd_velgeometry_msgs/Twist'{linear:{x:0.5,y:0,z:0},angular:{x:0,y:0,z:0.5}}'串口设置正确的话，就能看到spark开始转圈圈啦。也可以在新终端窗口输入：$source~/spark/devel/setup.bash$rosrunspark_teleopspark_teleop_node这样就可以实现，通过键盘WASD控制SPARK移动。三．控制实体Spark与仿真Spark同步运动启动实体Spark：$source~/spark/devel/setup.bash$roslaunchspark_basespark_base.launch启动仿真Spark：$cdspark$sourcedevel/setup.bash$roslaunchspark_descriptionspark_description_rviz.launch新终端窗口输入如下指令转圈：$rostopicpub-r10/cmd_velgeometry_msgs/Twist'{line