ROS聯合webots實戰案例(二)在webots中搭建小機器人

在webots中搭建雙輪差速機器人

注意：

• 再學習本系列教程時，應該已經安裝過ROS了并且需要有一些ROS的基本知識

webots版本：2020b rev1

ros版本：melodic

webots官方參考資料：

• https://cyberbotics.com/doc/guide

模型如下圖所示：

1.jpg

1.新世界

1. 打開webots後，選擇

   檔案->新世界

   ，建立一個新的地圖。

   

   2.jpg
2. 點一下場景樹中的worldinfo，激活

   

   3.jpg

   按鈕。

3. 點選

   

   3.jpg

   按鈕用于添加節點或對象，會有如下視窗，并且找到

   PROTO nodes(Webots Projects)->objects->backgrounds

   ，添加這兩個節點到仿真環境中。

   

   4.jpg
4. 添加完場景後添加floor，找到

   PROTO nodes(Webots Projects)->objects->floors

   ,添加

   RectangleArena(solid)

   節點。

   

   5.jpg
5. 我們可以看到左邊的場景樹中有很多屬性，這些屬性都是可以修改的。

比如我們可以修改一下floorsize的大小，輕按兩下floorsize改成x=5m y=5m 可以看到地圖變大了。

6.jpg

2.模型建立

2.1 body

1. 在場景樹中添加Robot節點
2. 輕按兩下

   Robot->children

   節點，建立

   Base_nodes->Shape

   節點
3. 在場景樹中單擊

   Robot->children->Shape

   ，下面會彈出一個DEF框，添加定義為body

   

   7.jpg
4. 輕按兩下appearance 添加顔色紋理

   Base_nodes->Appearance

   ，輕按兩下geometry 添加形狀

   Base_nodes->Box

   。
5. 輕按兩下

   appearance->material

   添加金屬屬性，可以修改其節點下的

   diffusecolor

   屬性更改顔色。
6. 并在geometry節點添加幾何屬性，設定車體大小，我這裡設定（x=0.5 y=0.15 z=0.5）m,将其在y上坐标設定高一些，友善後面加輪子。
7. 現在我們得到這樣一個物體：

   

   8.jpg
8. 在

   Robot

   節點下給輪子增加碰撞屬性

   boundingObject

   及重力屬性

   physics

9. 碰撞屬性boundingObject：因為上面DEF了body，直接use body即可

   

   14.jpg
10. 重力屬性physics：隻要建立一個physics子節點即可2.2 動輪
11. 在

    Robot->children

    下建立一個

    Base_nodes->HingeJoint

    節點,DEF為left_wheel，該節點下會出現三個節點

    jointParameters、device和endPoint

12. 在

    HingeJoint->jointParameters

    節點下建立子節點

    HingeJointParameters

    ，該節點将定義旋轉原點(anchor)以及旋轉軸(axis)。
    • axis是表示電機旋轉軸的平行向量
    • anchor表示旋轉軸相對于父節點的坐标偏移量
13. 點選

    檢視–>可選顯示–>show joint Axes

    或者同時按下

    ctrl+F5

    ，可以顯示出旋轉軸，友善我們調整旋轉軸及旋轉原點。
14. 在

    HingeJoint->device

    節點下添加電機

    Rotatioal Motor

    ,

    Rotatioal Motor->name

    命名為

    left_motor

15. 在

    HingeJoint->endPoint

    節點下，增加

    Base_nodes->soild

    節點，該節點主要是設定電機模型以及其他功能參數，之後在

    soild->children

    節點下建立一個shape節點，在shape節點下設定輪子的形狀為

    Cylinder

    。
16. 通過調整

    translation

    和

    rotation

    ，将輪子設定到合适的位置，輪子大小設定為

    （height=0.08 radius=0.12）

    如圖：

    

    9.jpg
17. 接下來通過調整

    axis

    和

    anchor

    ，将電機旋轉軸調整到正确位置，比如我這裡電機的位置相對于車體

    （x=0.31,y=0,z=0）

    ,于是我将旋轉軸相對于父節點(body)的位置通過

    anchor

    調整至此，并且修改

    axis

    的各個值觀察到我的輪子是繞

    x

    軸旋轉，是以将

    axis

    設定為

    （1 0 0）

    。可以看到，輪子處有一個黑線，表示旋轉軸在這裡，黑線表示的就是電機旋轉軸的位置和方向。筆者在這裡設定的

    （axis=2 0 0）m

    和

    （anchor=0.31 0 0）m

    

    10.jpg
18. 最後，在

    HingeJoint->endPoint

    節點下給輪子增加碰撞屬性

    boundingObject

    及重力屬性

    physics

    • 碰撞屬性boundingObject：設定和輪子大小一緻即可
    • 重力屬性physics：隻要建立一個physics子節點即可
19. 接下來複制出另一個輪子，按照上面的方法調整

    axis

    和

    anchor

    ,并且更改電機name為

    right_motor

    如下圖所示:

    

    11.jpg

2.3 導輪

1. 在

   Robot->children

   下建立一個

   Base_nodes->HingeJoint

   節點。
2. 向上面的教程一樣建立

   jointParameters

   節點和

   endpoint

   節點，唯一和上面不同的是，導輪不需要電機，他是被動的。
3. 對于導輪，筆者使用的是圓球

   sphere

   ，因為比較好操作。
4. 位置如圖所示：
   • axis設定為（0 1 0）
   • anchor設定為（0 -0.09 0.23）

     

     12.jpg
5. 在

   HingeJoint->endPoint

   節點下給輪子增加碰撞屬性

   boundingObject

   及重力屬性

   physics

   • 碰撞屬性boundingObject：設定和導輪大小一緻即可
   • 重力屬性physics：隻要建立一個physics子節點即可
6. 接下來複制出另一個導輪置另一邊，按照上面的方法調整

   axis

   和

   anchor

   如下圖所示:

   

   13.jpg

   2.4 運作測試按下運作按鈕可以看到機器人平穩的降落到了地面上。

   

   1.gif

   2.5 儲存地圖在建立完機器人後一定要記得儲存地圖啊！！！！

   搭建地圖很浪費時間的！！

   在這裡我們儲存為

   webots_map.wbt

   總結本文也是基于筆者的學習和使用經驗總結的，主觀性較強，如果有哪些不對的地方或者不明白的地方，歡迎評論區留言交流~

下一節通過ros控制小機器人吧。

✌Bye

reference：https://blog.csdn.net/weixin_44508381/article/details/105669173