MATLAB+ROS Robot仿真（ExampleHelperRobotSimulator）类

淡淡的烟草味﹌ 2022-02-01 13:31 204阅读 0赞

# ExampleHelperRobotSimulator类 #

### 文章目录 ###

*  ExampleHelperRobotSimulator类
 *   *  1. 介绍
     *  2. 使用方法
     *  连接ROS
     *  模拟器属性
     *  robot class

## 1. 介绍 ##

ExampleHelperRobotSimulator是MATLAB机器人仿真中常用的一个类，此类旨在作为Gazebo（R）中TurtleBot（R）模拟的轻量级替代品。该类可以实现简单的机器人仿真及控制，具体用法将在下面的章节中介绍。

## 2. 使用方法 ##

OBJ = ExampleHelperRobotSimulator

为差分驱动机器人创建一个简单的模拟器。 如果启用了ROS接口，则机器人会在’/ mobile\_base / commands / velocity’主题上接收速度命令（类型为’geometry\_msgs / Twist’的消息），并将odometry信息（类型为’nav\_msgs / Odometry’的消息）发送给’ / odom’主题。 此外，它还会更新一个显示机器人当前位置的图形窗口。

OBJ = ExampleHelperRobotSimulator(MAPNAME)

在模拟器中加载预定义的地图(MAP)。 MAPNAME是一个字符串，可以是以下之一：‘simpleMap’（默认），‘emptyMap’，‘borderMap’或’complexMap’。 默认地图的分辨率为2 cells/m。

OBJ = ExampleHelperRobotSimulator(MAPNAME，MAPRESOLUTION)

使用MAPNAME加载预定义的映射，并将分辨率设置为MAPRESOLUTION（以cells / m为单位）。 默认情况下，分辨率为2cells/m。

％OBJ = ExampleHelperRobotSimulator(BOG)

导入自己定义的MAP，即将robotics.BinaryOccupancyGrid对象BOG定义的地图加载到模拟器中。

## 连接ROS ##

1）ExampleHelperRobotSimulator的ROS接口需要初始化MATLAB ROS功能后才可以使用。 通过调用输入命令

ROSINIT % 用于本地ROS主服务器

或调用

ROSINIT(MASTER_IP) % 来连接外部主服务器

来连接外部主服务器来完成此操作。

2）停止模拟器时，可以关闭相关的图形窗口或删除对象。

启用ROS界面后，您可以通过ROS控制模拟机器人的运动。 模拟器处理发布/订阅消息的主题和服务如下：

**ExampleHelperRobotSimulator发布主题：**

*  `/odom` \- 当前机器人测距信息（位姿和速度）
 *  `/scan` \- 来自模拟激光扫描仪的数据
 *  `/mobile_base/sensors/bumper` \- 指示机器人是否遇到障碍物
 *  `/ground_truth_pose` \- 地面真相机器人位姿

**ExampleHelperRobotSimulator已订阅的主题：**

*  `/mobile_base/commands/velocity` \- 机器人的速度命令

**ExampleHelperRobotSimulator服务：**

*  `/sim/new_robot_pose` \- 将机器人移动到新的起始位姿
 *  `/sim/reset_poses` \- 将机器人的位姿重置为上一个已知的起始位姿
 *  `/gazebo/reset_world` \- 将机器人的位姿重置为上一个已知的起始位姿

## 模拟器属性 ##

可以通过改变下述各种属性来更改模拟器的其他一些行为。  
**ExampleHelperRobotSimulator属性：**

*  Map - 机器人使用的地图
 *  Robot - 表示差动驱动机器人的对象。
 *  LaserSensor - 表示模拟范围传感器的对象。
 *  HasROSInterface - 指示对象是否具有ros接口。
 *  HasFigureWindow - 指示对象是否具有GUI界面。
 *  HasLaser - 指示模拟机器人是否具有激光传感器。
 *  PlotTrajectory - 指示是否绘制机器人的轨迹。

**ExampleHelperRobotSimulator使用方法：**

*  enableLaser - 设置激光传感器接口。
 *  enableROSInterface - 设置ROS发布者，订阅者和服务服务器。
 *  showTrajectory - 绘制机器人的轨迹。
 *  setRobotSize - 设置机器人的边界半径等于大小。
 *  getRobotPose - 返回世界框架中的地面真实机器人姿势。
 *  getRobotOdom - 返回机器人的测距数据。
 *  drive - 以线速度v和角速度omega驱动机器人。
 *  getRangeData - 以范围和角度返回激光扫描数据。
 *  delete - 关闭模拟器。
 *  randomizeLocation - 将机器人位置设置为随机位置。
 *  resetSimulation - 将机器人位置设置为初始条件。

例如：

%启动ROS
    rosinit
         
    %创建模拟器
    %robotsim = ExampleHelperRobotSimulator;
        
    %启用ROS接口
    %enableROSInterface（robotsim，true）;
        
    %启用激光传感器
    enableLaser（robotsim，true）;
       
    %绘制机器人轨迹
    showTrajectory（robotsim，true）;
        
    %关闭模拟器
    delete（robotsim）
        
    %关闭ROS
    rosshutdown

另请参阅robotics.BinaryOccupancyGrid，ExampleHelperSimRangeSensor，ExampleHelperSimDifferentialDriveRobot。

## robot class ##

classdef ExampleHelperRobotSimulator < handle
    
    	properties(Constant, Access = protected)
    		Step = 0.05
    		PlotInterval = 0.1
    		FigureName = 'Robot Simulator'
    		FigureTag = 'ExampleHelperRobotSimulator'
    	end
     	
     	properties (SetAccess = private)
    	 	Robot
    	 	LaserSensor
    	 	HasROSInterface = false
    	 	HasFigureWindow
    	 	HasLaser
    	 	PlotTrajectory = false
        end
    	properties (Hidden)
            Axes
        end
        
        properties (Dependent)
            Map
        end
        
        properties (Access = { ?ExampleHelperRobotSimulator, ?matlab.unittest.TestCase})
            InternalMap
            KinematicsTimer = timer.empty       
            PlotTimer = timer.empty
            InitialRobotState = [0 0 0]     
            RobotBodyFaceColor = [0.866 0.918 0.753]
            RobotBodyTriangleVertices = [[-0.3, -0.05,-0.3,0.8]; [-0.5,0,0.5,0]] * 0.5;
            RobotSize = 0.4;
            TrajectoryBufferCapacity = 5000;
            TrajectoryBuffer
            TrajectoryIndex = 0;
            TrajectoryUpdateTolerance = 0.01;
            ScanRanges
            ScanAngles
            ScanCollisionLoc
            GlobalNode
            LaserScanPublisher
            BumperStatePublisher
            VelCmdPublisher
            OdometryPublisher
    		GroundTruthPosePublisher
            TransformTree
            LaserScanMessage
            BumperStateMessage
            LastVelocityCmd = rosmessage('geometry_msgs/Twist')
            PoseMessage
            TransformMessage
            VelCmdSubscriber
            ResetSimulationService
            RandomizeLocationService
            GazeboResetModelPosesService
            MyFigureTag
            Figure = []
            RobotBodyHandle = []
            ScanLineHandles = matlab.graphics.chart.primitive.Line.empty
            ScanPointHandles = matlab.graphics.chart.primitive.Line.empty
            TrajectoryHandle = [] 
            RandomLocationButton
            ResetSimulationButton
        end