您正在阅读的是旧版本但仍受支持的 ROS 2 文档。 Jazzy.

设置机器人模拟（高级）

目标 使用避障节点扩展机器人模拟。

辅导水平： 高级

时间 20 分钟

背景介绍

在本教程中，您将扩展本教程第一部分创建的软件包： 设置机器人模拟（基础）.目的是实现一个 ROS 2 节点，利用机器人的距离传感器避开障碍物。本教程的重点是将机器人设备与 webots_ros2_driver 接口。

先决条件

这是教程第一部分的继续： 设置机器人模拟（基础）.必须从第一部分开始，设置自定义软件包和必要的文件。

本教程与 2023.1.0 版本的 webots_ros2 和 Webots R2023b，以及即将推出的版本。

任务

1 更新 my_robot.urdf

正如 设置机器人模拟（基础）, webots_ros2_driver 包含可将大多数 Webots 设备与 ROS 2 直接连接的插件。这些插件可以使用 设备 标签。机器人 参照 属性应与 Webots 设备 名字 参数。所有现有接口和相应参数的列表如下所示 设备参考页面.对于 URDF 文件中未配置的可用设备，将自动创建接口，并使用 ROS 参数的默认值（例如："......"）。 更新 费率, 主题 名字和 画框 名字).

在 my_robot.urdf 将全部内容替换为

<?xml version="1.0" ?>；
机器人 名称"我的机器人"；>；
    <webots>；
        设备 参考文献="ds0"； type="距离传感器"；>；
            <ros>；
                <主题名称>；/left_sensor</topicName>；
                <始终打开>；真</alwaysOn>；
            </ros>；
        </device>；
        设备 参考文献="ds1"； type="距离传感器"；>；
            <ros>；
                <主题名称>；/右传感器</topicName>；
                <始终打开>；真</alwaysOn>；
            </ros>；
        </device>；
        <plugin type="my_package.my_robot_driver.MyRobotDriver"； />；
    </webots>；
</机器人>；

除了您的自定义插件外， webots_ros2_driver 将解析 设备 标记指向 距离传感器 节点，并使用 <ros>； 标签来启用传感器并命名其主题。

2 创建 ROS 节点以避开障碍物

机器人将使用一个标准的 ROS 节点来检测墙壁，并发送电机指令以避开墙壁。在 my_package/my_package/ 文件夹，创建一个名为 obstacle_avoider.py 使用此代码：

舶来品 rclpy
从 rclpy.node 舶来品 节点
从 传感器_msgs.msg 舶来品 范围
从 几何_msgs.msg 舶来品 扭转


最大范围 = 0.15


类 障碍规避器(节点):
    捍卫 启动(自我):
        棒极了().启动('obstacle_avoider'；)

        自我.__出版商 = 自我.创建出版商(扭转, 'cmd_vel'；, 1)

        自我.创建订阅(范围, 'left_sensor', 自我.__左传感器回调, 1)
        自我.创建订阅(范围, 'right_sensor', 自我.__右传感器回调, 1)

    捍卫 __左传感器回调(自我, 信息):
        自我.__左传感器值 = 信息.范围

    捍卫 __右传感器回调(自我, 信息):
        自我.右传感器值 = 信息.范围

        命令消息 = 扭转()

        命令消息.线形.x = 0.1

        如果 自我.__左传感器值 <； 0.9 * 最大范围 或 自我.右传感器值 <； 0.9 * 最大范围:
            命令消息.角度.z = -2.0

        自我.__出版商.发布(命令消息)


捍卫 主要(参数=无):
    rclpy.启动(参数=参数)
    避免者 = 障碍规避器()
    rclpy.后旋(避免者)
    # 明确销毁节点
    # （可选，否则将自动完成
    # 当垃圾回收器销毁节点对象时)
    避免者.destroy_node()
    rclpy.关闭()


如果 姓名____ == '__main__'；:
    主要()

该节点将为命令创建一个发布者，并在此订阅传感器主题：

自我.__出版商 = 自我.创建出版商(扭转, 'cmd_vel'；, 1)

自我.创建订阅(范围, 'left_sensor', 自我.__左传感器回调, 1)
自我.创建订阅(范围, 'right_sensor', 自我.__右传感器回调, 1)

从左侧传感器接收到的测量值将被复制到成员字段中：

捍卫 __左传感器回调(自我, 信息):
    自我.__左传感器值 = 信息.范围

最后，将向 /cmd_vel 当接收到来自正确传感器的测量值时，就会出现该主题。传感器 命令消息 将至少以 线性.x 以便在没有检测到障碍物时让机器人移动。如果两个传感器中的任何一个检测到障碍物、 命令消息 也会以 angular.z 以使机器人右转。

捍卫 __右传感器回调(自我, 信息):
    自我.右传感器值 = 信息.范围

    命令消息 = 扭转()

    命令消息.线形.x = 0.1

    如果 自我.__左传感器值 <； 0.9 * 最大范围 或 自我.右传感器值 <； 0.9 * 最大范围:
        命令消息.角度.z = -2.0

    自我.__出版商.发布(命令消息)

3 更新其他文件

您必须修改这两个文件才能启动新节点。

编辑 setup.py 并取代 控制台脚本 用：

'console_scripts'；: [
    'my_robot_driver = my_package.my_robot_driver:main'；,
    'obstacle_avoider=my_package.obstacle_avoider:main'；
],

这将为 避障器 节点。

转到文件 robot_launch.py 并替换为

舶来品 os
舶来品 启动
从 launch_ros.actions 舶来品 节点
从 启动 舶来品 启动说明
从 ament_index_python.packages 舶来品 获取软件包共享目录
从 webots_ros2_driver.webots_launcher 舶来品 WebotsLauncher
从 webots_ros2_driver.webots_controller 舶来品 WebotsController


捍卫 生成发射描述():
    软件包目录 = 获取软件包共享目录('my_package'；)
    机器人描述路径 = os.路.加入(软件包目录, '资源'；, 'my_robot.urdf')

    网点 = WebotsLauncher(
        世界=os.路.加入(软件包目录, '世界'；, 'my_world.wbt')
    )

    我的机器人驱动程序 = WebotsController(
        机器人名称='我的机器人'；,
        参数=[
            {'robot_description'；: 机器人描述路径},
        ]
    )

    避障器 = 节点(
        包装='my_package'；,
        可执行='obstacle_avoider'；,
    )

    返回 启动说明([
        网点,
        我的机器人驱动程序,
        避障器,
        启动.行动.注册事件处理程序(
            事件处理程序=启动.事件处理程序.进程结束时(
                target_action=网点,
                on_exit=[启动.行动.发射事件(事件=启动.活动.关闭())],
            )
        )
    ])

这将创建一个 避障器 节点，该节点将被包含在 启动说明.

4 测试避障代码

从 ROS 2 工作区的终端启动模拟：

在 ROS 2 工作区的终端运行

Colcon build
source install/local_setup.bash
ros2 launch my_package robot_launch.py

您的机器人应向前行驶，在撞墙之前应顺时针转动。您可以按 Ctrl+F10 或访问 查看 菜单 可选 效果图 和 显示 距离传感器 射线 来显示机器人距离传感器的测距范围。

.././././././_images/Robot_turning_clockwise.png

摘要

在本教程中，您将使用避障器 ROS 2 节点扩展基本模拟，该节点可根据机器人的距离传感器值发布速度指令。

下一步工作

您可能需要改进插件或创建新节点，以改变机器人的行为。您还可以执行重置处理程序，以便在从 Webots 界面重置模拟时自动重启 ROS 节点：