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Wheeltec小车的开发实录（3）之 wheeltec小车中配置自己的全局优化算法_将wheeltec_robot_gazebo置于工作空间并编译

作者：小丑西瓜9 | 2024-04-18 04:17:34

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将wheeltec_robot_gazebo置于工作空间并编译

哈哈哈哈 经过多日的总结与试错，这以小节终于是可以整理错误发布了哈哈哈哈

*****************************************************************************************************

wheeltec 实体车中自定义全局规划算法

我一贯的学习路子就先模仿后创造

所以我找到了哔哩哔哩上的一个up写好的算法放到我的小车中

ros的官方教程链接是：

navigation/Tutorials/Writing a Local Path Planner As Plugin in ROS - ROS Wiki

如何导入插件 

算法插件下载

首先去up的github上下载插件

Grizi-ju (xiaoju) · GitHub

下载这个

move_base 配置段

但是该作者用的导航包中是有move_base.launch文件的

up说在该文件中修改如下对应段就可以

  1. <node pkg="move_base" type="move_base" respawn="false" name="move_base" output="screen" clear_params="true">
  2.   <param name="base_global_planner" value="BAstar_planner/BAstarPlannerROS"/>

但是我没有

我只有move_base.cpp 

所以我找到move_base.cpp修改了一以下内容

  1. // 网上的教程都是在move_base.launch文件中添加下面这句话来引用插件，但是wiki小车中并不存在该launch文件
  2.     // <param name="base_local_planner" value="local_planner/LocalPlanner" />
  3.     
  4.     // 而是通过cpp文件节点的方式调用，因此，我将对应修改下一句为非注释的样子
  5.     // private_nh.param("base_global_planner", global_planner, std::string("navfn/NavfnROS"));
  6.     private_nh.param("base_global_planner", global_planner, std::string("BAstar_planner/BAstarPlannerROS"));

我发现我原本调用的插件的名字是navfn所以我就找到了该文件夹的位置改为，发现该文件在navigation-melodic功能包目录级下，所以我将up的插件目录也放在该文件夹下。

复制好文件夹后

会发现，navfn对应的better_aster_global_planner应该是BAstar_planner，但是考虑到ros一贯有文件夹名和功能包名是不对应的情况我也没更改

******************************************试错段可不执行*****************************************

单独编译导航功能包

catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="better_astar_global_planner"

接着试试改包能不能规划

失败

*****************************************************************************************************

改move_base_params.yaml试试。

  1. #设置全局路径规划器
  2. #base_global_planner: "carrot_planner/CarrotPlanner"
  3. #base_global_planner: "navfn/NavfnROS" 
  4.  
  5. #base_global_planner: "global_planner/GlobalPlanner"
  6. base_global_planner: "BAstar_planner/BAstarPlannerROS"

该这里就成功了

归根结底就是改move_base的参数，有的是launch 有的就是这个 move_base_params.yaml文件。

搭建虚拟导航环境（gazebo与rviz实现） 

我是在主机电脑上写的代码再移植到ros小车中，我主机是noetic版本的ros 小车上是melodic版本的ros

所以需要配置一个虚拟的仿真环境，那么如果你也没有小车，就可以按照之后的步骤来

首先创建工作空间

首先我们将在虚拟平台中实现仿真，这一步需要确保安装以下内容

sudo git clone https://gitclone.com/github.com/guyuehome/guyueclass.git

找到guyueclass/planning&perception/mbot_navigation 文件夹下的4个功能包复制到你的工作空间目录下的src文件夹中。

******************************************试错段可不执行*****************************************

试错段可不执行

编译：catkin_make

注意:编译之前删除工作空间目录下的devel和build文件夹。

接着测试

roslaunch mbot_gazebo view_mbot_with_laser_gazebo.launch

报错1
  1. [ERROR] [1708226260.373894354]: Failed to build tree: parent link [base_link] of joint [lidar_joint] not found.  This is not valid according to the URDF spec. Every link you refer to from a joint needs to be explicitly defined in the robot description. To fix this problem you can either remove this joint [lidar_joint] from your urdf file, or add "<link name="base_link" />" to your urdf file.
  2. [robot_state_publisher-5] process has died [pid 9467, exit code 1, cmd /opt/ros/noetic/lib/robot_state_publisher/robot_state_publisher __name:=robot_state_publisher __log:=/home/xiaofei/.ros/log/422931fc-ce0c-11ee-85d6-c1647ddeb65f/robot_state_publisher-5.log].
  3. log file: /home/xiaofei/.ros/log/422931fc-ce0c-11ee-85d6-c1647ddeb65f/robot_state_publisher-5*.log
分析错误1

发现是提示没有雷达，因为我是虚拟仿真嘛，按照网上相似问题的处理方式。

解决错误1

找到文件夹/mbot_description/urdf/,里面有一堆的.xacro文件

我的是雷达有问题，我就找雷达的那个文件

在这里增加xacro:宏名

其他错误同理。

接着保存并编译。

新的警告2-1
[ WARN] [1708312959.483990221, 0.140000000]: DiffDrive(ns = //): missing <odometrySource> default is 1
解决警告2-1

找到配置文件 /mbot_description/urdf/mbot_base_gazebo.xacro

在如图所示位置添加

  1. <odometrySource>world</odometrySource> 
  2. <!-- 'encoder' instead of 'world' is also possible -->
  3. <publishTf>1</publishTf>
警告2-2
DiffDrive(ns = //): missing <publishOdomTF> default is true
解决警告2-2

接着之前的位置添加

<publishOdomTF>1</publishOdomTF>
Gazebo错误3

运行Gazebo时，卡在加载模型界面，加载太慢或者黑屏：

解决方法3：
  1. cd ~/.gazebo/
  2.  
  3. mkdir -p models
  4.  
  5. cd ~/.gazebo/models/
  6.  
  7.  wget http://file.ncnynl.com/ros/gazebo_models.txt
  8.  
  9.  wget -i gazebo_models.txt
  10.  
  11.  ls model.tar.g* | xargs -n1 tar xzvf

 参考这篇文章：从零开始的ROS学习之仿真+SLAM_slam仿真-CSDN博客

接着

roslaunch mbot_navigation exploring_slam_demo.launch
错误4：rviz链接RobotModel 错误

终端出现一堆警告，rivz是状态如图所示                       查看tf树：rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree

map 没有到tf的装换关系

解决办法4：

找到tf转换的launch文件：其实就是你启动的那个launch文件

增加如下代码

  1. <!-- 新增的tf关系树 -->
  2.     
  3.     <!-- 这个是map到tf树的，我的tf图有所以不需要 -->
  4.     <!-- <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="fix_map" args="0 0 0 0 0 0 map odom 50" /> -->
  5.     <!-- 这个是odom到tf树的，我的tf图没有所以需要 -->
  6.     <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="fix_odom" args="0 0 0 0 0 0 odom base_footprint 50" />
错误5

提示没有gmapping

解决办法5

运行gmapping算法建图时，ERROR: cannot launch node of type [gmapping/slam_gmapping]: gmapping，解决方法-CSDN博客

从新编译并执行之前的两个launch文件

roslaunch mbot_gazebo view_mbot_with_laser_gazebo.launch

新开终端

roslaunch mbot_navigation exploring_slam_demo.launch

 成功的状态如下

参考链接： ROS高效编程报错(chapter6)之tf error: canTransform: target_frame map does not exist...-CSDN博客

新的问题是给路径点后小车移动，up的ros是melodic 我的是neotic，所以有问题正常，可惜的是网上没有人写这方面的导航教程，所以只能自己一步一步修理。

查看话题间的关系

rosrun rqt_graph rqt_graph

这是我小车上的话题关系，

这一部分的程序资料参考网站：

https://github.com/guyuehome/guyueclass/tree/main/ros_basic/mbot_gazebo

*****************************************************************************************************

试错段结束

总结错误后发现是因为noetic与 melodic在语法输入上的不同导致，gazebo一些模型引入的时候语法不同出现了错误

解决办法如下：

首先将mbot_gazebo.xacro的

<mbot_base_gazebo/>

修改为

<xacro:mbot_base_gazebo/>

然后再次运行，不报错但是不显示机器人，如同其他文章的情况

左边的mbot只加载了一个差速控制插件，其他主体都没有加载，第一个解决办法当然是版本降级，如果ubuntu和ros版本都降到和老师一样肯定能运行，但是....不想降.....所以经过几个小时的研究，我发现其实和刚刚的情况一样，问题就出在升级后，有些写法的规则改了，所有自定义的macro，要引用的话都要加上xacro:

我们把mbot_base_gazebo.xacro里自定义的cylinder_inertial_matrix, sphere_inertial_matrix ,wheel, caster 四个标签引用的时候都加上xacro：

例如<wheel prefix="left"  reflect="-1"/> 改成 <xacro:wheel prefix="left"  reflect="-1"/>

再次运行，机器人就出现了

参考文档：ros + gazebo未报错却加载不出来机器人模型 解决办法

环境配置文件下载 

如果不想配置或者配置总出错的话，可以从我提供的链接下载配置好的文件

noetic：https://download.csdn.net/download/qq_42087574/88867939

melodic：https://download.csdn.net/download/qq_42087574/88867962

navigation导航功能包下载：

https://github.com/ros-planning/navigation
https://github.com/ros-planning/navigation_msgs

总体需要的功能包如下图所示

编写自己的插件

创建功能包

catkin_create_pkg tcalgorithm roscpp rospy nav_core //我自己的功能包

cpp文件与h头文件的创建

在tcalgorithm/src下创建TC.cpp文件

tcalgorithm/include/TC下创建TC.h头文件

（TC.cpp和TC.h是我自己写的全局路径规划的算法程序文件）

编译

ctakin_make

提示缺少nav_core

所以我在主机上安装nav_core的命令是

sudo apt-get install ros-noetic-nav-core

再次编译后不在提示错误

 cpp文件和h文件的编写

值得注意的是，一般在ros平台下编写功能包的h头文件是放在“功能包目录/include/功能包名/” 的文件夹下的，但是由于我们后面需要注册插件，因此需要复制h文件到cpp文件所属的src文件夹下。

待到后期封装完成时，才可以将h文件从cpp文件所在的src文件夹下移动到功能包目录/include/功能包名/” 的文件夹下

插件的注册

打开功能包tc_algorithm文件下的CMakeList.txt文件。这是通过终端创建功能包时自动生成的文件，找到下面这一段内容，取消注释。

修改为如下内容

tcalgorithm_lib是我们生成的.so文件，该文件将生成在“工作空间/devel/lib/”文件夹下

  1. add_library(tcalgorithm_lib
  2.    src/TC.cpp
  3.  )

接着编译一下

报错5

fatal error: move_base_msgs/MoveBaseAction.h

fatal error: base_local_planner/world_model.h: 没有那个文件或目录

解决办法5
  1. sudo apt-get install ros-noetic-move-base-msgs
  2. sudo apt-get install ros-noetic-base-local-planner

修改插件名称 

生成的libtcalgorithm_lib.so文件，在“工作空间/devel/lib/”文件夹下

接着在功能包文件夹下新建一个"功能包名字_plugin.xml"文件，输入以下内容，并对照自己的设定的插件名字修改。

  1. <library path="lib/libtcalgorithm_lib">
  2.   <class name="TC_planner/TCPlannerROS" type="TC_planner::TCPlannerROS" base_class_type="nav_core::BaseGlobalPlanner">
  3.     <description>This is the better A* global planner plugin by xiaoju.</description>
  4.   </class>
  5.  </library>

package.xml编辑

打开功能包文件夹下的package.xml

拉到最后将export中插入以下内容

  1. <export>
  2.     <!-- Other tools can request additional information be placed here -->
  3.   <nav_core plugin="${prefix}/功能包名字_plugin.xml" />
  4.   </export>

验证是否注册成功

到这为止，一个全局规划器就处理好了，可以通过以下命令查看插件是否注册成功

rospack plugins --attrib=plugin nav_core

如果输入结果没有你的插件，请检查是否source工作空间路径。

接下来在虚拟环境中测试我们的功能包

这一部分就是按照上面的“如何导入插件”执行即可
 

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