Ubuntu18.04 ROS melodic环境下，通过Gazebo软件仿真SLAM算法的学习（gmapping/karto/cartographer/hector)

一环境场景搭建world

1.下载insert插件（该插件下会提供一些建好的场景，也可不下载）

2.环境搭建（自建）

四仿真二维激光SLAM开源算法gmapping、cartographer、karto、hector

一环境场景搭建world

1.下载insert插件（该插件下会提供一些建好的场景，也可不下载）

下载存放在主目录下的.gazebo中（通过ctrl+h显示.gazebo文件）,命名为models。

2.环境搭建（自建）

通过Edit中的builiding命令，上为二维图，下为三维图。

3.保存环境

通过file中save world as，存放在功能包中的world文件夹下，该路径专门用于存放自制环境world。

4.配置修改

修改启动该环境的launch文件，笔者命名为gazebo_world.launch。修改其中的world为你上一步骤保存的名字。

5.启动环境

搭建好环境后便可以通过launch文件单独启动。（只查看环境）

roslaunch bingda_tutorials gazebo_world.launch

二机器人模型URDF

1.模型创建的文件书写规范

/<robot>

/<link>（体）颜色/质量/惯性/尺寸/形状/碰撞

/<joint>（关节）<type>(关节活动方式) 需指定parent及child的link来进行连接

对应的解释及使用说明在官网链接：urdf/XML/link - ROS Wiki

2.检查文件格式是否正确

check_urdf mybot.urdf //需要roscd定位在urdf目录下，笔者文件名为mybot.urdf

显示文件及机器人模型正确，并在展示了父子关系

3.启动模型

（只启动机器人模型在rviz中显示，该步骤只给自己看，没有实际应用意义）

启动之前，确保display_robot.launch文件中textfile的urdf文件名与第一步的文件名字对应。

roslaunch bingda_tutorials display_robot.launch //启动机器人urdf模型，该launch文件关联rviz，在rviz中显示

在rviz中可以查看建模是否正确

三机器人在场景中运动

1.机器人放在场景中

（1）通过gazebo_robot.launch文件实现，按照书写语法，找到前两节所建立的文件名：

gazebo_world.launch（环境模型launch文件）和mybot.urdf（机器人模型urdf文件）

<launch>
  <include file="$(find bingda_tutorials)/launch/gazebo_world.launch"/>
  <node name="spawn_model"  pkg="gazebo_ros"  type="spawn_model" args="-file $(find bingda_tutorials)/urdf/mybot.urdf -urdf -model robot_description" output="screen" />
</launch>

（2）启动该launch文件。显示机器人已经放在了场景中，但小车无法运动且无传感器。

roslaunch bingda_tutorials gazebo_robot.launch

虽然urdf文件在rviz中机器人为彩色，但在gazebo中无效不显示颜色，需要按照gazebo的格式。

即.xacro文件来为.urdf文件进行补充。（.xacro文件并不是非用不可，也可以单独在urdf中完成）

2.为小车装配传感器，执行器

（1）xacro文件

.xacro文件与.urdf文件是相似的，多了开头的include语法，以及结尾的传感器与执行器的添加。

笔者习惯将仿真相关的配置单独放在mybot.gazebo.xacro中，例如雷达的线束，差速控制，imu频率......等，添加的方式通过gazebo中plugin载入的，ROS官网的gazebo有介绍到；将最后所有的配置链接到mybot.xacro中，也就是mybot.xacro纯模型文件包含mybot.gazebo.xacro文件。

（2）launch文件

在仿真的simulation_robot.launch文件中包含了两个文件链接：

——gazebo_world.launch//机器人环境模型——

——mybot.xacro//机器人模型及传感器执行器的所有配置——

然后通过XML文件语法——spawn_model 将创建好的机器人加载到环境模型中。

启动模型:

roslaunch bingda_tutorials simulation_robot.launch

可见：小车已经具有了颜色，传感器，电机等。

3.让小车在场景中运动

（1）启动键盘控制节点：

rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py //ros中自带

PS：若没有下载过键盘控制节点包，可通过以下命令下载：

sudo apt-get install ros-melodic-teleop-twist-keyboard//安装键盘控制节点

（2）开启相机第一人称跟踪视角：

rqt_image_view

（3）开启rviz

rviz

rviz选择基坐标odom，添加雷达点云Lasercan中topic为/scan，机器模型model，TF关系。

3个窗口分别是：gazebo，image iew，rviz

四仿真SLAM开源算法gmapping、cartographer、karto、hector

（1）开启仿真环境：

roslaunch bingda_tutorials simulation_robot.launch //仿真环境+小车（Gazebo 下）

（2）开启gmapping算法：（添加 simulation：=true;此处也可修改为carto....等算法）

roslaunch robot_navigation gmapping.launch simulation:=true //启动SLAM中GMapping算法 true确保时间线的统一

（3）开启rviz界面：

roslaunch robot_navigation slam_rviz.launch  //启动rviz界面

（4）开启键盘控制节点：

rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py //ros中自带

此时便可以肆意妄为的在你自己建立的环境中满图跑了，然后便可以看到gmapping的建图效果：

（5）保存地图

roscd robot_navigation/maps/ //选择目录
rosrun map_server map_saver -f map//保存建好的图指定名称为map

PS：相关功能包下载：

1.放到src目录下的bingda_tutorials功能包

git clone https://gitee.com/bingda-robot/bingda_tutorials