《 无人驾驶原理与实践》一2.5基于Husky模拟器的实践

2.5基于Husky模拟器的实践

       Husky是Clearpath公司生产的中型移动轮式室外型无人车（Unmanned Ground Vehicle，UGV）开发平台，它配置了Lidar、GPS、IMU等传感器，全面兼容ROS［5］。实物如图22所示。

       我们使用Husky模拟器来实践ROS编程。Husky与我们关注的无人车比较相似，是一种基于Gazebo［9］物理仿真环境的工具。Gazebo是ROS中的一款机器人仿真平台软件，基于ODE物理引擎，可以模拟机器人以及环境中的很多物理特性。Husky模拟器的安装请参考http://wikirosorg/husky_gazebo/Tutorials/Simulating%20Husky。

       注意如果ROS Kinetic使用apt安装Husky模拟器存在问题的话，请参考https://answersrosorg/question/256756/howtoinstallhuskysimulatorinkinetic/。

       使用roslaunch启动Husky模拟器，并启动一个空的仿真环境：

       roslaunch husky_gazebo husky_empty_worldlaunch

       roslaunch是ROS中启动多个节点的机制。launch文件是ROS提供的可以同时运行多个节点的文件，以一种特殊的XML格式编写，以launch结尾。

       运行模拟器后使用rqt_graph查看正在运行的节点和话题，如图23所示。

       我们发现/gazebo节点订阅了一个/cmd_vel话题，使用如下指令查看话题信息：

       rostopic info /husky_velocity_controller/cmd_vel

       这个话题里的消息为geometry_msgs/Twist，ROS中通常使用geometry_msgs/Twist消息类型来发布运动命令。控制命令会被基本的控制器节点使用。话题/cmd_vel的全名为“command velocity”。控制器节点订阅/cmd_vel话题，并将里面的运动命令（Twist消息）通过PID控制算法转换成电机控制信号。

       rosmsg show geometry_msgs/Twist

       其中，linear表示线速度（单位：m/s），angular表示角速度（单位：rad/s）。
       下面我们在指令行中通过向/husky_velocity_controller/cmd_vel发送Twist消息来驱动小车，让它以4 m/s的线速度和05 rad/s的角速度运动：

       rostopic pub -r 10 /husky_velocity_controller/cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 4, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 05}}'

       我们还可以直接向/cmd_vel主题发消息来控制小车（可以试试rostopic info/cmd_vel查看订阅它的节点）:

       rostopic pub -r 10/cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 4, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 05}}'

       接下来使用手柄控制Husky机器人。我们使用teleop_twist_joy包来实现手柄数据转换为Twist指令，并将Twist发布到/cmd_vel主题，启动teleop_twist_joy下的launch文件：

       roslaunch teleop_twist_joy teleoplaunch

      NODES表示启动了joy_node和teleop_twist_joy两个节点，它们分别位于joy和teleop_twist_joy两个包中，上面是启动文件的参数信息，着重讨论以下三个参数。

       enable_button表示必须按下该按键（8号按键，对应手柄上的back键）才能控制，前面两个分别表示轴的角速度和线速度的按钮（对应手柄上的左摇杆）。
注意：Husky作为一种轮式机器人，能够控制的只有x方向的速度（前向）和z方向的角速度（Yaw，偏航角速度），可通过启动rqt_graph命令来查看当前所有节点及话题的有向图，如图24所示。

       至此，命令行下的ROS操作指令已描述完，后文将开始ROS编程实践。