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ros2-6.4.5 gazebo传感器仿真

article 2025/1/14 7:23:17

6.4.5 激光雷达仿真

在文件夹src/fishbot_description/urdf/fishbot/plugins新建文件：

gazebo_sensor_plugin.xacro，代码如下：

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
    <xacro:macro name="gazebo_sensor_plugin">
        <gazebo reference="laser_link">
            <sensor name="laserscan" type="ray">
                <plugin name="laserscan" filename="libgazebo_ros_ray_sensor.so">
                    <ros>
                        <namespace>/</namespace>
                        <remapping>~/out:=scan</remapping>
                    </ros>
                    <output_type>sensor_msgs/LaserScan</output_type>
                    <!-- 坐标系-->
                    <frame_name>laser_link</frame_name>
                </plugin>
                <always_on>true</always_on>
                <visualize>true</visualize>
                <update_rate>5</update_rate>
                <pose>0 0 0 0 0 0</pose>
				<!-- 激光传感器配置 -->
                <ray>
                    <!-- 设置扫描范围 -->
                    <scan>
                        <horizontal>
                            <samples>360</samples>
                            <resolution>1.000000</resolution>
                            <min_angle>0.000000</min_angle>
                            <max_angle>6.280000</max_angle>
                        </horizontal>
                    </scan>
                    <!-- 设置扫描距离 -->
                    <range>
                        <min>0.120000</min>
                        <max>8.0</max>
                        <resolution>0.015000</resolution>
                    </range>
                    <!-- 设置噪声 -->
                    <noise>
                        <type>gaussian</type>
                        <mean>0.0</mean>
                        <stddev>0.01</stddev>
                    </noise>
                </ray>
            </sensor>            
        </gazebo>
   </xacro:macro>
</robot>

激光雷达的作用是测距。

构建后，运行效果如下，中间圆圈是雷达盲区。

rviz中显示，点做了放大

激光雷达数据

bohu@bohu-TM1701:~/chapt6$ ros2 topic echo /scan --once
header:
  stamp:
    sec: 3161
    nanosec: 666000000
  frame_id: laser_link
angle_min: 0.0
angle_max: 6.28000020980835
angle_increment: 0.01749303564429283
time_increment: 0.0
scan_time: 0.0
range_min: 0.11999999731779099
range_max: 8.0
ranges:
- 2.933198928833008
- 2.9556350708007812
- 2.906764030456543
- 2.91933536529541
...

6.4.6 IMU 仿真

在上面的传感器补充下IMU的模块，IMU的作用

 <gazebo reference="imu_link">
        <sensor name="imu_sensor" type="imu">
            <plugin name="imu_plugin" filename="libgazebo_ros_imu_sensor.so">
                <ros>
                    <namespace>/</namespace>
                    <remapping>~/out:=imu</remapping>
                </ros>
                <initial_orientation_as_reference>false</initial_orientation_as_reference>
            </plugin>
            <update_rate>100</update_rate>
            <always_on>true</always_on>
            <!-- 六轴噪声设置 -->
            <imu>
                <angular_velocity>
                    <x>
                        <noise type="gaussian">
                            <mean>0.0</mean>
                            <stddev>2e-4</stddev>
                            <bias_mean>0.0000075</bias_mean>
                            <bias_stddev>0.0000008</bias_stddev>
                        </noise>
                    </x>
                    <y>
                        <noise type="gaussian">
                            <mean>0.0</mean>
                            <stddev>2e-4</stddev>
                            <bias_mean>0.0000075</bias_mean>
                            <bias_stddev>0.0000008</bias_stddev>
                        </noise>
                    </y>
                    <z>
                        <noise type="gaussian">
                            <mean>0.0</mean>
                            <stddev>2e-4</stddev>
                            <bias_mean>0.0000075</bias_mean>
                            <bias_stddev>0.0000008</bias_stddev>
                        </noise>
                    </z>
                </angular_velocity>
                <linear_acceleration>
                    <x>
                        <noise type="gaussian">
                            <mean>0.0</mean>
                            <stddev>1.7e-2</stddev>
                            <bias_mean>0.1</bias_mean>
                            <bias_stddev>0.001</bias_stddev>
                        </noise>
                    </x>
                    <y>
                        <noise type="gaussian">
                            <mean>0.0</mean>
                            <stddev>1.7e-2</stddev>
                            <bias_mean>0.1</bias_mean>
                            <bias_stddev>0.001</bias_stddev>
                        </noise>
                    </y>
                    <z>
                        <noise type="gaussian">
                            <mean>0.0</mean>
                            <stddev>1.7e-2</stddev>
                            <bias_mean>0.1</bias_mean>
                            <bias_stddev>0.001</bias_stddev>
                        </noise>
                    </z>
                </linear_acceleration>
            </imu>
        </sensor>
    </gazebo>

数据：

bohu@bohu-TM1701:~/chapt6$ ros2 topic echo /imu --once
header:
  stamp:
    sec: 3265
    nanosec: 844000000
  frame_id: base_footprint
orientation:
  x: 3.4019740082303945e-07
  y: 5.390785776959641e-10
  z: -8.889597953958663e-05
  w: 0.9999999960486946
orientation_covariance:
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 0.0
angular_velocity:
  x: 0.0009924864783867119
  y: 9.300519556695106e-05
  z: -0.00038422782487058645
angular_velocity_covariance:
- 4.0e-08
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 4.0e-08
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 4.0e-08
linear_acceleration:
  x: 0.08628854072137004
  y: 0.11112931359461642
  z: 9.902435504654651
linear_acceleration_covariance:
- 0.00028900000000000003
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 0.00028900000000000003
- 0.0
- 0.0
- 0.0
- 0.00028900000000000003
---

IMU的作用，IMU固定在机器人身上，当机器人姿态发生变化时，IMU数据会发生变化，当机器人原地打滑时，轮子转动里程计变化但是IMU数据不变，这样可以确认机器人发生打滑。

6.4.7 深度相机仿真

深度相机Z轴向前，所以首先需要调整相机旋转，增加虚拟部件camera_optical_joint 。

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" >
    <xacro:include filename="$(find fishbot_description)/urdf/fishbot/common_inertia.xacro" />
    <xacro:macro name="camera_xacro" params="xyz">
        <link name="camera_link">
            <visual>
                <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
                <geometry>
                    <box size="0.02 0.10 0.02" />
                </geometry>
                <material name="green">
                    <color rgba="0.0 1.0 0 0.5" />
                </material>
            </visual>
            <collision>
                <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
                <geometry>
                    <box size="0.02 0.10 0.02" />
                </geometry>
                <material name="green">
                    <color rgba="0.0 1.0 0 0.5" />
                </material>
            </collision>
            <xacro:box_inertia m="0.01" w="0.02" h="0.10" d="0.02" />
        </link>
        <link name="camera_optical_link"></link>
        <joint name="camera_optical_joint" type="fixed">
            <parent link="camera_link" />
            <child link="camera_optical_link" />
            <origin xyz="0 0 0" rpy="${-pi/2} 0 ${-pi/2}" />
        </joint>
    
        <joint name="camera_joint" type="fixed">
            <!-- 父部件 -->
            <parent link="base_link" />
            <!-- 子部件 -->
            <child link="camera_link" />
            <!-- 子部件相对父部件的平移和旋转 -->
            <origin xyz="${xyz}" rpy="0 0 0" />
        </joint>
    </xacro:macro>    
</robot>

在gazebo_sensor_plugin.xacro 增加深度相机仿真配置

<gazebo reference="camera_link">
    <sensor type="depth" name="camera_sensor">
        <plugin name="depth_camera" filename="libgazebo_ros_camera.so">
            <frame_name>camera_optical_link</frame_name>
        </plugin>
        <always_on>true</always_on>
        <update_rate>10</update_rate>
        <camera name="camera">
            <horizontal_fov>1.5009831567</horizontal_fov>
            <image>
                <width>800</width>
                <height>600</height>
                <format>R8G8B8</format>
            </image>
            <distortion>
                <k1>0.0</k1>
                <k2>0.0</k2>
                <k3>0.0</k3>
                <p1>0.0</p1>
                <p2>0.0</p2>
                <center>0.5 0.5</center>
            </distortion>
        </camera>
    </sensor>
</gazebo>

 重新构建后运行，在gazebo 查看

在rviz查看

在rqt 查看图片


http://www.kler.cn/a/501860.html

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