移动机器人

本教程介绍如何移动在搭建你自己的机器人教程中搭建的机器人。可从此处下载该机器人，并在此处查看本教程完成的仿真世界。

什么是插件（Plugin）

要让机器人动起来，我们将使用 diff_drive 插件。在此之前，先回答一个问题：“什么是插件？”插件是一段编译为共享库并插入仿真器中的代码，使我们能够控制仿真的许多方面，如世界、模型等。

Diff_drive 插件

diff_drive 插件用于控制差速驱动机器人。下面为机器人配置这个插件。打开 building_robot.sdf，在 vehicle_blue 模型标签内添加以下代码。

<plugin
    filename="gz-sim-diff-drive-system"
    name="gz::sim::systems::DiffDrive">
    <left_joint>left_wheel_joint</left_joint>
    <right_joint>right_wheel_joint</right_joint>
    <wheel_separation>1.2</wheel_separation>
    <wheel_radius>0.4</wheel_radius>
    <odom_publish_frequency>1</odom_publish_frequency>
    <topic>cmd_vel</topic>
</plugin>

<plugin> 标签有两个属性：filename 指定库文件名，name 指定插件名称。在 <left_joint> 和 <right_joint> 标签中，定义了将左右轮与机器人本体连接的关节，这里是 left_wheel_joint 和 right_wheel_joint。<wheel_separation> 指定两个轮子之间的距离。本例中机器人的 left_wheel 在 y 轴上距离 chassis 0.6 m，right_wheel 在 -0.6 m 处，所以 wheel_separation 为 1.2 m。 <wheel_radius> 指定轮子的半径，即轮子链接下 <radius> 标签中定义的值。 <odom_publish_frequency> 设置里程计在 /model/vehicle_blue/odometry 上发布的频率。 cmd_vel 是 DiffDrive 插件的输入 <topic>。

主题与消息

现在模型已准备就绪，只需向它发送命令（消息）即可。这些消息将发布（发送）到上面定义的 cmd_vel 主题上。

主题（topic）是用于对一组特定消息或某个服务进行分组的名称。我们的模型会订阅（监听）发送到 cmd_vel 主题上的消息。

启动机器人世界：

gz sim building_robot.sdf

在另一个终端中，向机器人发送一条消息：

gz topic -t "/cmd_vel" -m gz.msgs.Twist -p "linear: {x: 0.5}, angular: {z: 0.05}"

现在你应该能看到机器人在仿真中移动了。

注意：别忘了按下仿真中的播放（play）按钮。

该命令在 -t 选项后指定要发布消息的主题。-m 之后指定消息类型。机器人期望收到 Twist 类型的消息，它由两个分量组成：linear（线速度）和 angular（角速度）。-p 选项后指定消息的内容（值）：线速度 x: 0.5 和角速度 z: 0.05。

提示：可以使用 gz topic -h 了解每个主题选项的作用。

关于 Gazebo 中主题和消息的更多信息，请参阅 Transport 库教程。

使用键盘移动机器人

除了从终端发送消息，还可以用键盘按键来发送。为此，我们将添加两个新插件：KeyPublisher 和 TriggeredPublisher。

KeyPublisher

KeyPublisher 是一个 gz-gui 插件，它会读取键盘按键并发送到默认主题 /keyboard/keypress 上。下面来试用这个插件：

在一个终端中输入

gz sim building_robot.sdf
在右上角点击插件下拉列表（垂直省略号），点击 Key Publisher。
在另一个终端中输入

gz topic -e -t /keyboard/keypress

最后一条命令会显示 /keyboard/keypress 主题上发送的所有消息。

在 Gazebo 窗口中按下不同的按键，你应该会在运行 gz topic -e -t /keyboard/keypress 命令的终端中看到数据（数字）。

$ gz topic -e -t /keyboard/keypress
data: 68

data: 85

data: 72

data: 74

data: 81

data: 16777235

data: 16777234

data: 16777237

data: 16777236

接下来，我们要将这些按键映射为 Twist 类型的消息，并发布到模型监听的 /cmd_vel 主题上。TriggeredPublisher 插件可以完成这项工作。

Triggered Publisher

TriggeredPublisher 插件在收到与用户指定条件匹配的输入消息时，会在输出主题上发布一条用户指定的消息。在 <world> 标签下添加以下代码：

<!-- Moving Forward-->
<plugin filename="gz-sim-triggered-publisher-system"
        name="gz::sim::systems::TriggeredPublisher">
    <input type="gz.msgs.Int32" topic="/keyboard/keypress">
        <match field="data">16777235</match>
    </input>
    <output type="gz.msgs.Twist" topic="/cmd_vel">
        linear: {x: 0.5}, angular: {z: 0.0}
    </output>
</plugin>

这段代码定义了 triggered-publisher 插件。它在 /keyboard/keypress 主题上接收 gz.msgs.Int32 类型的消息，当 data 字段的值与 16777235（上箭头键）匹配时，就会在 cmd_vel 主题上输出一条 Twist 消息，值为 x: 0.5、z: 0.0。

现在启动 building_robot.sdf 并添加 Key Publisher 插件，按上箭头键 ↑ 时机器人就会向前移动（确保先按播放按钮启动仿真，这样按下上箭头键后才能看到机器人移动）。

这里有一个演示说明了 Triggered Publisher 的工作原理。

使用方向键移动

要查看按下方向键时 /keyboard/keypress 主题上发送的值，可以使用 --echo 或 -e 选项。

在一个终端中运行模型：

gz sim building_robot.sdf
在右上角点击插件下拉列表（垂直省略号），点击 Key Publisher。
在另一个终端中运行以下命令：

gz topic -e -t /keyboard/keypress

开始按下方向键，查看它们对应的值：

左 ← : 16777234
上 ↑ : 16777235
右 → : 16777236
下 ↓ : 16777237

我们将为每个方向键添加 Triggered publisher 插件。例如，下箭头：

<!-- Moving Backward-->
<plugin filename="gz-sim-triggered-publisher-system"
        name="gz::sim::systems::TriggeredPublisher">
    <input type="gz.msgs.Int32" topic="/keyboard/keypress">
        <match field="data">16777237</match>
    </input>
    <output type="gz.msgs.Twist" topic="/cmd_vel">
        linear: {x: -0.5}, angular: {z: 0.0}
    </output>
</plugin>

像我们对下箭头所做的那样，将每个箭头（按键）映射到期望的消息（运动）：

左 → 16777234 → linear: {x: 0.0}, angular: {z: 0.5}
上 → 16777235 → linear: {x: 0.5}, angular: {z: 0.0}
右 → 16777236 → linear: {x: 0.0}, angular: {z: -0.5}
下 → 16777237 → linear: {x: -0.5}, angular: {z: 0.0}

现在轮到你了，尝试使用不同的按键让机器人移动。

在下一个教程中，你将学习如何使用 SDF 创建你自己的仿真世界。

视频演示

本教程的视频演示可在我们的 YouTube 频道上观看：Gazebo 教程：移动机器人。