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模型编辑器允许我们直接在图形用户界面 #xff08;GUI#xff09; 中构建简单的模型。对于更复…模型编辑器
现在我们将构建我们的简单机器人。我们将制作一个轮式车辆并添加一个传感器使我们能够让机器人跟随一个斑点人。
模型编辑器允许我们直接在图形用户界面 GUI 中构建简单的模型。对于更复杂的模型您需要学习如何编写 SDF 文件并查看有关构建机器人的教程。 但就目前而言我们可以在 Gazebo GUI 中做所有事情
模型编辑器用户界面
要进入模型编辑器请单击菜单栏中的 然后选择 。或者使用热键 CtrlM。 物理场和仿真将在您进入模型编辑器后立即暂停。EditModel Editor
模型编辑器界面看起来类似于主 Gazebo UI但有一些细微的差异。左侧面板和顶部工具栏现在仅包含用于编辑和创建模型部分的小部件。显示模拟数据的底部工具栏处于隐藏状态因为模拟现在已暂停。 工具栏 - 包含用于编辑模型的工具调色板 - 也称为左面板。有两个用于编辑模型的选项卡。“插入”选项卡 - 用于添加链接和嵌套模型的工具“模型”选项卡 - 允许编辑模型属性和内容
调色板左面板
调色板有两个选项卡。 插入插入选项卡是添加新零件链接和模型的位置 添加到模型编辑器中。有三个部分。 简单形状这些是原始几何图形可以是 插入以在模型中形成链接。自定义形状该按钮允许您从模型中的链接导入自定义网格。它目前支持 COLLADA .dae、3D Systems .stl、Wavefront .obj 和 W3C SVG .svg 文件。Add模型数据库具有模型列表。这些形状可以像简单形状一样插入到模型编辑器中。插入后它们称为嵌套模型。 模型模型选项卡允许您设置正在构建的模型的名称和基本参数。它显示模型中的链接、关节、嵌套模型和插件的列表。可以使用链接检查器修改参数。可以使用这些方法中的任何一种打开它。 双击列表中的项目双击场景中的项目右键单击列表中的项目然后选择Open Link Inspector右键单击场景中的项目然后选择Open Link Inspector
工具栏
与在模拟模式下一样模型编辑器中的主工具栏包含用于与场景中的对象进行交互的工具请参阅用户界面教程。
可用的工具包括选择、平移、缩放、旋转、撤消和重做、复制和粘贴、对齐、捕捉、视图调整和关节创建。
局限性
模型编辑器支持大多数基本模型构建任务这些任务可以通过编写 SDF 来完成。但是有一些功能不是 尚未可用 编辑嵌套模型和嵌套模型中的链接。 添加和编辑某些几何类型包括平面和折线。 支持高度图。 CAD 功能。
车辆制造
创建车辆
本节提供有关在模型编辑器中创建简单车辆模型的分步说明。
底盘 首先我们将创建车辆底盘。在左侧面板的“插入”选项卡中单击“框”图标一次将光标移动到场景中的任意位置然后再次单击以释放该框。 接下来调整盒子的大小使其看起来更像汽车底盘的形状。我们可以通过选择位于顶部工具栏上的缩放工具来做到这一点。 选择场景中的框该框上方应显示一个 RGB 色标记。红色标记表示 X 轴绿色表示 Y蓝色表示 Z。 将鼠标移到红色标记上以突出显示它然后单击并拖动以使机箱沿 X 轴更长。缩放机箱 所以它大约有 2 米长。您可以通过查看地面上 1x1 米的网格来估计这一点。 现在使用缩放工具展平机箱。单击并向下拖动蓝色标记使机箱大约是其原始尺寸的一半。我们想将底盘降低到更靠近地面的位置。为了给出精确的测量结果我们将使用链接检查器。双击该框以调出 检查员。向下滚动到“链接”选项卡的底部以查找参数并更改为 0.4m然后在框外单击不要按回车键。单击以保存更改并关闭检查器。PoseZOK
前轮 让我们继续讨论前轮。首先从左侧面板上的“插入”选项卡插入圆柱体。 默认方向的圆柱体不会很好地滚动。让我们使用 Link Inspector 沿 X 轴旋转它。双击圆柱体滚动到底部的“姿势”部分然后更改为 1.5707 弧度90 度然后在框外单击。暂时不要关闭检查器。Roll 接下来通过为其提供准确的尺寸来调整轮子的大小。转到“视觉对象”选项卡查看此链接中的视觉对象列表。应该只有一个。通过单击文本标签旁边的小箭头来展开视觉对象项。向下滚动到该部分然后更改为 0.3m 和 0.25m。visualGeometryRadiusLength 您现在应该看到一个较小的圆柱体位于一个较大的圆柱体中。这是意料之中的因为我们只改变了视觉几何形状而没有改变碰撞。“视觉”是链接的图形表示不会影响物理模拟。另一方面“碰撞” 由物理引擎用于碰撞检查。要同时更新车轮的碰撞请转到“碰撞”选项卡展开唯一的碰撞项目然后输入相同的几何尺寸。0.3m和0.25m。单击以保存更改并关闭检查器。RadiusLengthOK 现在我们已经创建了第一个轮子我们将使用它作为模板并制作另一个轮子。选择滚轮然后单击顶部工具栏中的复制图标。 单击“粘贴”图标然后将鼠标移回场景以插入副本。 现在让我们通过沿正 X 轴场景中的红色标记对齐底盘来确保车辆能够正确行驶。当您在下一步中添加轮子时 确保它们位于沿正 X 轴延伸的车辆末端 底盘和车轮目前是自由移动的车身。为了限制它们的运动我们将在每个车轮和底盘之间添加接头。单击顶部工具栏中的“关节”图标以显示“关节创建”对话框。 “关节创建”对话框包含通常为关节指定的关节属性。在配置任何属性之前系统会提示您选择关节的父链接和子链接。将鼠标移到场景中的机箱上以使其突出显示然后单击它以将其设置为 关节的父项。 将鼠标移动到左前轮;现在应该有一条线从机箱的原点延伸到鼠标的末端。单击滚轮以将其设置为关节的子项。将创建一个新关节。默认情况下它是一个旋转关节如对话框中的部分所示它只是 恰好是我们想要的关节类型。Joint Types 注意此时更改视角很有用。这可以在上方工具栏中完成;单击带有橙色边的立方体图标。 接下来我们需要配置车轮的旋转轴。在“关节创建”对话框中找到截面并将轴更改为 0 0 1。注意方向盘上的RGB关节视觉效果。您应该看到现在在关节视觉对象的蓝色箭头上会出现一个黄色环 表示它是旋转轴。Joint axisZ 为了将车轮对准底盘旁边我们将使用“关节创建”对话框中部分中的不同对齐选项。首先我们将在 X 轴上对齐因此单击该选项以查看对齐结果。圆柱体应突出显示以指示其 姿势已更改。Align linksX Align Max 在我们的示例中我们希望将车轮与底盘齐平。要使轮子更近请单击该选项。然而这还不是我们想要的。单击 Y 对齐选项旁边的选项将车轮的最小值与最大值相反与机箱的最大值对齐。 请注意该选项将应用于子链接因为下面下拉列表中显示的默认对齐配置是 。如果设置了配置则该选项将应用于父链接。Y Align MaxReverseReverseChild to ParentParent to ChildReverseCreate 若要将滚轮放置在地面上方请连按两次滚轮以打开链接检查器。我们可以使用对话框底部的部分来移动滚轮。鉴于轮子的半径为 0.3m请继续将位置更改为 0.3m 以放置在地面上然后按 .PoseZOk 对另一个前轮重复关节创建过程和轴配置确保 a 底盘是关节的父轮车轮是子轮b 旋转轴设置为 并且 c 使用选项将右轮对齐因为它位于底盘的另一侧。ZY Align Min 脚轮 要为车辆制作脚轮请单击左侧面板上的球体按钮并将其插入到场景中。 通过以与前轮相同的方式为其提供精确尺寸来调整球体的大小。转到“视觉对象”选项卡以查看此链接中的视觉对象列表展开唯一的视觉对象项向下滚动到该部分并将其更改为 0.2m。确保对 “碰撞”选项卡。GeometryRadius 要在脚轮和底盘之间创建接头请单击顶部工具栏中的接头图标调出接头创建对话框。将鼠标移动到场景然后选择机箱作为父链接选择球体作为子链接。 与前轮关节不同脚轮向各个方向滚动没有特定的旋转轴。在凉亭中这是使用球形接头模拟的。因此在该部分下选择联合选项。您应该会看到场景中的联合视觉对象更改颜色以指示 设置了不同的接头类型。Joint typesBall 接下来对齐脚轮使其与底盘居中并位于后端。在“对齐连杆”部分中选择将两个连杆在轴上居中的选项然后选择移动脚轮的选项使其放置在车辆的正后部。按下按钮完成关节创建过程。Y Align CenterYX Align MinCreate 最后放置脚轮使其刚好位于地面上方。为此请打开链接检查器并将位置设置为 0.2m。Z
添加传感器
我们将添加到汽车中的传感器是深度摄像头传感器它将帮助我们检测汽车前方的物体。在本教程中我们将从模型数据库中插入一个现有的传感器模型。 转到“调色板”左侧面板并选择选项卡以查看该部分中可用的模型列表。InsertModel Database 列表中的模型按其所在的路径进行组织。如您所见第一个列表包含本地计算机上可用的模型如标题中的路径所示。如果您是初次使用的用户则可能不会在列表中看到很多型号。当您从以下位置下载它们时将出现更多内容 在线模型数据库。找到包含路径的列表并将其展开以查看联机模型数据库中可用的模型。http://gazebosim.org/models/ 模型按字母顺序排列。在列表中找到深度相机然后单击它以开始下载模型。这可能需要几秒钟的时间具体取决于网络连接。 下载完成后您应该会看到景深相机模型出现在场景中。它看起来像一个小立方体。将鼠标移动到场景上然后单击汽车前方的空白区域以插入深度摄像头。 选择顶部工具栏中的“平移”工具然后移动深度相机使其位于车辆前部的底盘顶部并在轴上大致居中。Y 接下来将深度摄像头固定到机箱上。单击顶部工具栏中的“关节”图标以打开“关节创建”对话框。将鼠标移动到场景然后选择机箱作为父链接选择深度相机作为子链接。 在“关节创建”对话框中选择“关节”选项然后单击以完成关节的创建。Joint TypesFixedCreate
添加插件
到目前为止我们制造的车辆已经完成了所有的物理和传感器组件。然而它不会真正做太多事情而是保持静止并在模拟中生成深度数据。插件是一种很好的方法通过允许模型执行传感器数据等计算来增强模型的自主权 处理、路径规划和控制。为简单起见本教程将为我们的车辆使用现有的插件。请注意可以创建自己的插件但需要编写代码。请参阅插件教程。 转到左侧面板然后选择选项卡以查看构成您构建的汽车模型的部件。Model 在下您应该会看到一个按钮。单击它以打开模型插件检查器允许您向模型添加新插件。Model PluginsAdd 首先给插件起一个名字。在字段中输入。插件名称在此模型中必须是唯一的。followerPlugin Name 我们将要使用的插件被调用因此请在字段中输入此插件。文件名对应于存储在本地计算机上的插件库的实际文件名。它以动态链接的共享对象库的形式存在因此命名约定和 扩展在 Linux 上。如果您在其他操作系统上使用 Gazebo请不要担心因为扩展程序将自动替换为正确的扩展程序。libFollowerPlugin.soFilename.so 该插件不需要任何其他参数因此您可以将该字段留空。注意这是一个用于演示目的的简单插件。插件通常具有各种关联的参数例如差速器驱动插件需要指定控制 左右轮以便它可以将车辆向正确的方向移动。在插件的情况下它对它所附加的模型类型做出了许多假设并尝试自动找到关节和传感器。followerInnerxmlfollower 单击以添加插件。该插件现在应该出现在左侧面板的下方。OKModel Plugins 保存模型 通过转到菜单并选择 来保存模型。输入模型的名称然后单击 。FileSave AsSave 退出模型编辑器方法是转到并选择 。Gazebo 现在应该切换回正常模拟模式。点击“播放”按钮运行模拟。FileExit Model Editor 要测试插件是否正常工作请在汽车前面插入一个盒子然后看到汽车缓慢地向它移动。 如果以后想再次编辑模型只需右键单击它并在上下文菜单中选择即可。Edit Model 参考链接Gazebo : Tutorial : Beginner: Model Editor (gazebosim.org)
