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ROS 2 集成概览

Gazebo 可以集成到 ROS 2 系统中。下面先介绍 Gazebo 与 ROS 之间可以实现的几种不同集成方式。

  • 使用 ROS 启动 Gazebo：ROS 提供了一套特定的方式来启动系统中所需的全部组件，并有专门的 启动机制 来编排所有组件的启动，同时还提供了许多相关工具。Gazebo 也可以通过这种方式启动。

  • 通过 ros_gz bridge（桥接） 使用 ROS 与 Gazebo 的 topic 交互：Gazebo 启动并运行后，与仿真进行通信是非常常见的需求，而 topic 是这种通信的常用方式。Gazebo 有自己的中间件 Gazebo Transport，它暴露了一组与 ROS 非常相似的 topic 和服务。ros_gz bridge 允许在 Gazebo 和 ROS 系统之间建立桥接，按需在 Gazebo Transport 和 ROS 2 之间进行转换。

  • 使用 ROS 生成（spawn）Gazebo 模型：Gazebo world 可以包含启动时加载的模型。但有时需要在运行时生成模型，这项任务可以通过 ROS 2 完成。

前置条件

Section titled “前置条件”

在开始本教程之前，请先按照 安装 Gazebo 和 ROS 文档 操作。要继续后续内容，需要安装好可用的 ROS 2 和 Gazebo。

组合

Section titled “组合”

如果查看后续教程中提到的 launch 文件参数，会发现大多数情况下都包含两个参数：use_composition 和 create_own_container。当 use_composition 参数设置为 True 时，相关的 ROS node 会被加载到一个 ROS container（容器）中。此时，同一个 container 中的所有 node 共享同一个进程，可以利用进程内（intraprocess）通信。

create_own_container 参数只有在 use_composition 设置为 True 时才有意义。它用于决定是自己为可组合节点（composable node）启动一个 ROS container，还是使用外部已有的 container。

建议始终将 use_composition 参数设置为 True，然后根据配置决定是否需要创建自己的 container。通常，如果只处理自己的 launch 文件，可以将 create_own_container 设置为 True。另一方面，如果 launch 文件是一个更复杂启动流程的一部分，而该流程中已经存在一个 ROS container，那么应将 create_own_container 设置为 False，并把 container_name 参数设置为已有 container 的名称。

这样，Gazebo、bridge 以及其他潜在的 ROS node 之间的通信都将变为进程内通信。

组合选项示意图

该图展示了组合（composition）的概念。左侧示意图表示不使用组合的情况：三个示例 node 都是独立 node，它们可以通过 bridge 进行进程间（interprocess）通信。中间的示意图表示使用组合的场景：一个 ros_gz launch 文件创建了同时包含 Gazebo 和 bridge 的 ROS container，此外还有一个无法控制的外部消费 node。Gazebo 与 bridge 之间的所有通信都是进程内的，而外部消费 node 与 bridge 之间则是进程间通信。右侧示意图在全部 node 上都使用组合，但 ros_gz launch 文件不会直接启动自己的 container。仅凭这种配置本身无法工作，除非启动一个外部 ROS container（手动启动，或通过单独的 launch 文件启动）。在该示意图中，外部 ROS 消费 node 启动了 container。这里用 Nav2 的 logo 作为外部 ROS 2 消费 node 的示例。

更多关于 ROS 组合的知识，请参阅 此教程。

下一步

Section titled “下一步”

以下是后续教程，帮助进一步了解 Gazebo/ROS 集成。