下载ROS提供的SolidWorks转URDF的名为sw_urdf_exporter的插件。在网址中下载sw2urdfSetup.exe文件，网址为sw_urdf_exporter - ROS Wiki。选择与自己的Solidworks相对应的版本（我选择的为2020版），下载完成后进行安装，即可在Solidworks中导出URDF模型。

2.创建Solidworks模型

在网络中寻找合适的汽车装配体进行下载，其零件实体至少需包含四个车轮和一个车架，每个link对应一个实体。

3.创建每一个link的点和坐标系

创建每一个link的点和坐标系，要与ROS中坐标系方向一致，机器人前进方向为X轴正方向，遵循右手定则。先创建base_link的点和坐标系（一般以底盘为base_link），再创建其他link的点和坐标系。

1）依次点击“装配体—参考几何体—点”，选择“面中心”后选择汽车底盘，即会在底盘中间生成一个点。为方便将其命名为“汽车底盘点”。

2）选择“汽车底盘点”后再依次点击“装配体—参考几何体—坐标系”，在底盘中间生成一个坐标系，通过左端更改坐标系方向使其与ROS中的坐标系方向相同，即令X轴指向车头。图中红色箭头所指方向为X轴，绿色箭头所指方向为Y轴，蓝色箭头所指方向为Z轴。将其命名为“汽车底盘坐标系”。

3）以相同的方法依次为四个车轮创建点和坐标系，坐标系方向与ROS中一致。

4.创建continue类型joint的旋转轴

依次点击“装配体—参考几何体—基准轴”，为车轮创建旋转轴，左右前轮共用一个基准轴“前轮轴”，左右后轮共用一个基准轴“后轮轴”，基准轴与车轮旋转轴重合。

PS：当child link要围绕基准轴做旋转运动时，child link的坐标原点要建在基准轴上，或者坐标系的一轴要与基准轴重合，才能保证child link是围绕基准轴旋转，而不是绕坐标系的轴运动。

5.使用插件进行配置并导出

1）依次点击“工具—Tools—Export as URDF”，进入配置界面。

2）先配置base_link。Global Origin Coordinate System选择为“汽车底盘坐标系”，Link Components选择为汽车车架，车架变为蓝色。Number or child links选为4。

3）点击Empty_Link对child links进行配置，即对车轮进行配置。Link Name设置为wheel_lf_link，Joint Name为wheel_lf_joint，Reference Coordinate System选择为“左前轮坐标系”，Reference Axis选择为“前轮轴”，Joint Type选择为continuous，Link Components选择为左前轮，左前轮变为蓝色。同理对另外三个轮子进行配置。

4）配置完所有link后，点击“Preview and Export”选项。检查joint配置参数是否有问题，有问题的话可以在此处进行修改，没有问题点击“Next”。

6.测试

将导出的文件夹放在工作空间的src目录下。经过修改代码中的文件位置和名称使其与自己的路径一致，且需删除名称中的.SLDM等，总之是一些非常细节的内容，需要一边测试一边根据报错进行修改。

配置文件后能够在Gazebo中显示汽车模型，实现了将mesh文件导入urdf。但可能是由于模型问题导致车架不太美观，车轮能完整显示。此外，urdf文件的部分link位置需要进一步调整，同时碰撞属性、质量和其他参数仍需要一边测试一边修改，才能达到相对理想的效果。

二、将urdf转为xacro并集成传感器

1.将solidworks导出的汽车urdf文件转为xacro文件

参考文章：https://blog.csdn.net/qq_45153670/article/details/124231945

直接在urdf文件中添加xmlns:xacro=xacro - ROS Wiki，然后将文件后缀改为.xacro后，重新编写launch文件即可顺利转为xacro文件并打开。

2.添加camera、kinect和laser传感器

参考文章：https://blog.csdn.net/weixin_45417246/article/details/116070317

分别编写传感器的xacro文件并将它们和汽车模型集成到aodi_union.xacro中，重新编写launch文件使其调用aodi_union.xacro，然后运行进行测试不断调整直到传感器都处于合适的位置（这一部分将影响后续摄像头画面等，也可以在之后重新调整）。

三、搭建含有gazebo自定义地板的行驶环境

1.绘制gazebo底板

参考文章：https://blog.csdn.net/weixin_51553136/article/details/123636800

1）使用sudo nautilus打开root目录，在root文件夹的building_editor_models文件夹创建my_ground_plane/materials，并在其中分别创建scripts和textures两个目录。

2）在scripts中创建材料文件，将提前绘制好的MyImage.png放置于textures中。

3）在/root/building_editor_models/my_ground_plane路径中创建并编写.sdf和.config文件。

2.导入地板并搭建环境

参考文章：https://blog.csdn.net/qq_44725448/article/details/109638990

1）运行sudo gazebo（一定要加sudo，否则无法保存）并点击左上角insert，左键点击My Ground Plane并拖入（此时应将默认底板ground_plane删除，否则底板就会像截图一样将无法正常显示）。

2）通过下载模型搭建城市环境。

3）点击File-Save world as后存在任意路径。

4）在工作空间catkin_final的src目录下使用命令catkin_create_pkg robot_room std_msgs rospy roscpp gazebo_ros gazebo_plugins创建robot_room包。

5）在robot_room包中建立一个worlds目录，用于存放需要仿真的世界文件，在该目录下创建一个city.world文件并将刚刚保存好的world内容复制到其中。

6)在robot_room编写city.launch文件。

7)更改/catkin_final/src/aodi路径下用于打开无人车的aodi.launch文件，令其在搭建好的城市中打开。

8）编译并运行aodi.launch进行测试,可以成功将无人车在搭建的城市环境打开。

四、通过键盘控制无人车并绘制rqt_plot

1.实现运动控制

参考文章：https://blog.csdn.net/walleva96/article/details/117959957

1）由于以前只使用过两驱因此我先对后轮进行了控制，将move.xacro集成进aodi_union.xacro后进行键盘控制观察。

2）在运行过程中发现了xacro文件存在问题，由于碰撞属性部分设置不合理而导致汽车轮子转动但无法运动，比如车架触地而导致轮胎悬空，视觉上几乎无法发现，体现为虽然驱动轮能够按照按键控制转动，小车却无法运动。分别对visual标签的mesh文件和collision标签进行了修改后，才使汽车能够前进和后退。

3）但后轮驱动时前轮作为固定部分与地面接触，在汽车转向时具有较大的侧向力阻值汽车顺利转向，需修改move.xacro为四驱。

4）使用命令rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py调动键盘进行控制，并能够实现转向。

2.用rqt绘制无人车信息

参考文章：https://blog.csdn.net/Travis_X/article/details/115293715

1）在aodi_union.xacro中加入gaezbo中的libgazebo_ros_p3d.so插件发布无人车的位姿真值。

2）运行gazebo，使用键盘控制小车做圆周运动，调用rqt_plot。在Topic一栏输入“/”可以看到子话题，一步步选择可以看到“/base_pose_ground_truth/twist/twist”下分别有“linear”和“angular”可以进行选择。

3）先绘制无人车的纵横向速度。选择“linear”后再次输入“/”，然后对x、y和z进行添加。

4）修改横纵坐标的范围为小车转过一周的时间，修改标题和名称，获得相对理想的横纵向速度曲线图。其中沿z轴方向的速度始终在0附近抖动。保存至catkin_final/rqt路径（任意路径）下。

5）同理可以获得横摆角速度曲线图，保存至catkin_final/rqt路径下。

6）可以获得无人车的行驶轨迹曲线图，保存至catkin_final/rqt路径下。

五、实现自主巡线

1.调整摄像头位置和角度

在进行自主巡线前可以使用rqt_image_view命令查看摄像头画面，发现摄像头画面不合适则需要修改xacro文件中camera和support的位置进行调整。如图分别为调整前后的画面。

2.自主巡线

1）在/catkin_final/src使用命令catkin_create_pkg follower rospy geometry_msgs sensor_msgs创建功能包。

2）在follower目录下编写过滤黄线和巡线脚本，重新编译工作空间并运行aodi.launch和follower_linear.py脚本。若发现摄像头画面的底板不断闪烁，是由于world中加入自定义底板时没有删除默认的底板ground_plane，删除后即可正常显示。如果之前保存world时没有删除，可以直接修改.world文件，将其中的ground_plane的model即可。