|
|
@@ -1,4 +1,262 @@
|
|
|
-内容还在更新中，请关注公众号鱼香ROS，第一时间获取更新
|
|
|
+# 8.3 动手创建一个移动机器人
|
|
|
+
|
|
|
+大家好，我是小鱼，本节课我们来一起动手创建一个两轮差速的移动机器人`fishbot`,在上一节的时候我们已经给我们的机器人安装上了雷达，本节课我们接着上节课的来继续完善我们的机器人模型。
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+机器人除了雷达之外，还需要`IMU`加速度传感器以及可以驱动的轮子，在第七章中我们曾介绍过机器人学部分，曾对两差速模型进行过介绍，所以我们还需要再创建两个差速驱动轮和一个支撑轮。
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+所以本节小鱼带你一起给机器人添加如下部件和关节：
|
|
|
+
|
|
|
+1. IMU传感器部件与关节
|
|
|
+2. 左轮子部件与关节
|
|
|
+3. 右轮子部件与关节
|
|
|
+4. 支撑轮子部件与关节
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+## 1.添加IMU传感器(上节作业)
|
|
|
+
|
|
|
+IMU传感器和透明度与颜色修改是上节课，作业，小鱼先带你一起完成一下
|
|
|
+
|
|
|
+> 练习1：尝试将修改机器人身体颜色为蓝色，透明度为50%`(0.1 0.1 1.0 0.5)`
|
|
|
+>
|
|
|
+> 练习2：尝试在URDF中添加imu_link并使用imu_joint将其固定在车体的中心上方2cm，imu采用的几何形状为box,长宽高各是2cm
|
|
|
+
|
|
|
+### 1.1 修改颜色
|
|
|
+
|
|
|
+透明度修改只需要在`base_link`中添加`material`
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+<link name="base_link">
|
|
|
+ <visual>
|
|
|
+ <origin xyz="0 0 0.0" rpy="0 0 0"/>
|
|
|
+ <geometry>
|
|
|
+ <cylinder length="0.12" radius="0.10"/>
|
|
|
+ </geometry>
|
|
|
+ <material name="blue">
|
|
|
+ <color rgba="0.1 0.1 1.0 0.5" />
|
|
|
+ </material>
|
|
|
+ </visual>
|
|
|
+</link>
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+### 1.2 添加imu
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+ <link name="imu_link">
|
|
|
+ <visual>
|
|
|
+ <origin xyz="0 0 0.0" rpy="0 0 0"/>
|
|
|
+ <geometry>
|
|
|
+ <box size="0.02 0.02 0.02"/>
|
|
|
+ </geometry>
|
|
|
+ </visual>
|
|
|
+ </link>
|
|
|
+
|
|
|
+ <!-- imu joint -->
|
|
|
+ <joint name="imu_joint" type="fixed">
|
|
|
+ <parent link="base_link" />
|
|
|
+ <child link="imu_link" />
|
|
|
+ <origin xyz="0 0 0.02" />
|
|
|
+ </joint>
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+## 2.添加左轮
|
|
|
+
|
|
|
+### 2.1 添加关节
|
|
|
+
|
|
|
+关节名称为`left_wheel_link`,小鱼在做ros2小车的时候采用的轮子如下图：
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+轮子的宽为4cm,直径为6.4cm,几何形状是个圆柱体，所以`geometry`配置如下：
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+<geometry>
|
|
|
+ <cylinder length="0.04" radius="0.032"/>
|
|
|
+</geometry>
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+需要注意的是,圆柱默认的朝向是向上的
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+我们可通过`origin`的`rpy`改变轮子的旋转角度，让其绕`x轴`旋转`pi/2`,所以`origin`的配置为
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+<origin xyz="0 0 0" rpy="1.57079 0 0"/>
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+颜色换黑色，可以得到下面的配置：
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+ <link name="left_wheel_link">
|
|
|
+ <visual>
|
|
|
+ <origin xyz="0 0 0" rpy="1.57079 0 0"/>
|
|
|
+ <geometry>
|
|
|
+ <cylinder length="0.04" radius="0.032"/>
|
|
|
+ </geometry>
|
|
|
+ <material name="black">
|
|
|
+ <color rgba="0.0 0.0 0.0 0.5" />
|
|
|
+ </material>
|
|
|
+ </visual>
|
|
|
+ </link>
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+### 2.2 添加joint
|
|
|
+
|
|
|
+我们把左轮子的中心固定在机器人左后方
|
|
|
+
|
|
|
+需要注意的是`origin`和`axis`值的设置
|
|
|
+
|
|
|
+**先看origin**
|
|
|
+
|
|
|
+因为base_link的高度是0.12,我们
|
|
|
+
|
|
|
+- z表示child相对parent的z轴上的关系，想将轮子固定在机器人的下表面,所以`origin`的z向下偏移0.12/2=0.06m(向下符号为负)
|
|
|
+
|
|
|
+- y表示child相对parent的y轴上的关系，base_link的半径是0.10,所以我们让轮子的y轴向正方向偏移0.10m(向左符号为正)
|
|
|
+- x表示child相对parent的x轴上的关系，向后偏移则是x轴向后进行偏移，我们用个差不多的值0.02m(向后符号为负)
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+**再看axis**
|
|
|
+
|
|
|
+轮子是会转动的，那应该按照哪个轴转动呢？从上图可以看出是绕着y轴的逆时针方向，所以axis的设置为：
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+<axis xyz="0 1 0" />
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+ <joint name="left_wheel_joint" type="continuous">
|
|
|
+ <parent link="base_link" />
|
|
|
+ <child link="left_wheel_link" />
|
|
|
+ <origin xyz="-0.02 0.10 -0.06" />
|
|
|
+ <axis xyz="0 1 0" />
|
|
|
+ </joint>
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+### 3.添加右轮
|
|
|
+
|
|
|
+右轮就是左轮的映射，不再赘述
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+ <link name="right_wheel_link">
|
|
|
+ <visual>
|
|
|
+ <origin xyz="0 0 0" rpy="1.57079 0 0"/>
|
|
|
+ <geometry>
|
|
|
+ <cylinder length="0.04" radius="0.032"/>
|
|
|
+ </geometry>
|
|
|
+ <material name="black">
|
|
|
+ <color rgba="0.0 0.0 0.0 0.5" />
|
|
|
+ </material>
|
|
|
+ </visual>
|
|
|
+ </link>
|
|
|
+
|
|
|
+ <joint name="right_wheel_joint" type="continuous">
|
|
|
+ <parent link="base_link" />
|
|
|
+ <child link="right_wheel_link" />
|
|
|
+ <origin xyz="-0.02 -0.10 -0.06" />
|
|
|
+ <axis xyz="0 1 0" />
|
|
|
+ </joint>
|
|
|
+
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+### 4.添加支撑轮
|
|
|
+
|
|
|
+支撑轮子固定在机器人的前方，用个球体，半径用`0.016m`，小球的直径为0.032m与左右轮子半径相同，然后向下偏移`0.016+0.06=0.076m`,向下值为负，同时把支撑论向前移动一些，选个`0.06m`
|
|
|
+
|
|
|
+最终结果如下：
|
|
|
+
|
|
|
+```xml
|
|
|
+<link name="caster_link">
|
|
|
+ <visual>
|
|
|
+ <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
|
|
|
+ <geometry>
|
|
|
+ <sphere radius="0.016"/>
|
|
|
+ </geometry>
|
|
|
+ <material name="black">
|
|
|
+ <color rgba="0.0 0.0 0.0 0.5" />
|
|
|
+ </material>
|
|
|
+ </visual>
|
|
|
+ </link>
|
|
|
+
|
|
|
+ <joint name="caster_joint" type="fixed">
|
|
|
+ <parent link="base_link" />
|
|
|
+ <child link="caster_link" />
|
|
|
+ <origin xyz="0.06 0.0 -0.076" />
|
|
|
+ </joint>
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+> 最终URDF文件：https://raw.githubusercontent.com/fishros/fishbot/master/src/fishbot_description/urdf/fishbot_base.urdf
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+## 5.测试运行
|
|
|
+
|
|
|
+### 5.1 编译测试
|
|
|
+
|
|
|
+```shell
|
|
|
+colcon build
|
|
|
+source install/setup.bash
|
|
|
+ros2 launch fishbot_description display_rviz2.launch.py
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+### 5.2 最终结果
|
|
|
+
|
|
|
+rviz的配置
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+最终结果
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+jointstate多出两个滑动条
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+节点关系
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+打印`joint_states`话题
|
|
|
+
|
|
|
+```
|
|
|
+ros2 topic echo /joint_states
|
|
|
+```
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+### 5.3 通过joint_state_gui改变关节tf中关节角度
|
|
|
+
|
|
|
+在JointStatePublisher中,拖动滑动条,观察
|
|
|
+
|
|
|
+1. `rviz2`中`tf`的变换
|
|
|
+2. `joint_states`中的值的变换
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+可以看到随着进度条拖动,话题中的值和rviz2中机器人关节在同步的旋转,joint_states话题也可以手动发送,下一节课小鱼带你一起通过手动发送`joint_states`来控制机器人轮子转动
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
|
|
|
--------------
|
|
|
|
|
|
@@ -9,3 +267,4 @@
|
|
|
- **QQ交流群：139707339**
|
|
|
|
|
|
- 版权保护：已加入“维权骑士”（rightknights.com）的版权保护计划
|
|
|
+
|
鱼香ROS
