ROS中的常用组件（五）——Gazebo仿真环境
总述
Gazebo是一个功能强大的三维物理仿真平台，具备强大的物理引擎、高质量的图形渲染、方便的编程与图形接口，最重要的还有其具备开源免费的特性。虽然Gazebo中的机器人模型与rviz使用的模型相同，但是需要在模型中加入机器人和周围环境的物理属性，例如质量、摩擦系数、弹性系数等。机器人的传感器信息也可以通过插件的形式加入仿真环境、以可视化的方式显示。
一、Gazebo的特点
Gazebo是一个优秀的开源物理仿真环境，它具备如下特点：
1）动力学仿真：支持多种高性能的物理引擎，如ODE、Bullet、SimBody、DART等。
2）三维可视化环境：支持显示逼真的三维环境，包括光线、纹理、影子。
3）传感器仿真：支持传感器数据的仿真，同时可以仿真传感器噪声。
4）可扩展插件：用户可以定制化开发插件以扩展Gazebo的功能，满足个性化的需求。
5）多种机器人模型：官方提供PR2、Pioneer2 DX、TurtleBot等机器人模型，当然也可以使用自己创建的机器人模型。
6）TCP/IP传输：Gazebo的后台仿真处理和前台图形显示可以通过网络通信实现远程仿真。
7）云仿真：Gazebo仿真可以在Amazon、Softlayer等云端运行，也可以在自己搭建的云服务器上运行。
8）终端工具：用户可以使用Gazebo提供的命令行工具在终端实现仿真控制。
Gazebo的社区维护非常积极，版本变化较大，但是在兼容性方面依然保证得较好。
二、安装并运行Gazebo
与rviz一样，如果已经安装了桌面完整版的ROS，可以直接跳过这一步。否则，使用如下命令安装：
sudo apt-get install ros-melodic-gazebo-ros-pkgs ros-melodic-gazebo-ros-control安装完成后，在终端使用如下命令启动ROS和Gazebo：
roscore
rosrun gazebo_ros gazebo主界面主要包含以下几个部分：
1）3D视图区
2）工具栏
3）模型列表
4）模型属性项
5）时间显示区
验证Gazebo是否与ROS系统连接成功，可以查看ROS的话题列表：
rostopic list如果连接成功，应该可以看到Gazebo发布/订阅的话题列表。
当然，还有Gazebo提供的服务列表：
rosservice list
三、构建仿真环境
在仿真之前需要构建一个仿真环境。Gazebo中有两种创建仿真环境的方法。
1）直接插入模型
在Gazebo左侧的模型列表中，有一个insert选项罗列了所有可使用的模型。选择需要使用的模型，放置在主显示区中，就可以在仿真环境中添加机器人和外部物体等仿真实例。
备注：模型的加载需要连接国外网站，为了保证模型顺利加载，可以提前将模型文件下载并放置到本地路径“~/.gazebo/models”下，模型文件的下载地址为“https://bitbucket.org/osrf/gazebo_models/downloads/”。 2）Building Editor
第二种方法是使用Gazebo提供的Building Editor工具手动绘制地图。在Gazebo菜单栏中选择Edit——>Building Editor，选择左侧的绘制选项，然后在上侧窗口中使用鼠标绘制，下侧窗口中即可实时显示绘制的仿真环境。
模型创建完成后就可以加载机器人模型并进行仿真了。