四轮阿克曼（前轮转向、后轮驱动）车子仿真控制

写在前面的话

这里增加一个四轮阿克曼（前轮转向、后轮驱动）车子仿真控制的版本，使用的事gazebo的插件

参考资料：gazebo plugins文档

调用 libgazebo_ros_ackermann_drive.so 插件

这段代码要添加到车子描述的xacro文件

属性介绍

• plugin 声明调用的插件，name可以随便
• ros 声明环境和话题映射
• update_rate 更新频率
• 底盘车轮控制
  • front_left_joint 这些跟自身的车子进行匹配就行，控制车轮转动的
  • left_steering_joint 这是控制车轮转向的
  • steering_wheel_joint 这个不是一个真正的轮子，类似是车子的方向盘，需要另外添加，后面有代码补充
• max_steer 车轮最大转向角度，大约是37度（弧度制=0.6458）
• max_steering_angle 方向盘（steering_wheel_joint）的最大转向角度，大概一圈半（弧度制=7.85）
• publish_wheel_tf 官方代码是true，但github上很多代码是false
• robot_base_frame 机器人的基准轴
• odometry_frame 里程计odom的链接

  <gazebo><plugin name="gazebo_ros_ackermann_drive" filename="libgazebo_ros_ackermann_drive.so"><ros><namespace>/car_nav2</namespace><remapping>cmd_vel:=cmd_demo</remapping><remapping>odom:=odom_demo</remapping><remapping>distance:=distance_demo</remapping></ros><update_rate>100.0</update_rate><!-- wheels --><front_left_joint>left_front_wheel_joint</front_left_joint><front_right_joint>right_front_wheel_joint</front_right_joint><rear_left_joint>left_back_wheel_joint</rear_left_joint><rear_right_joint>right_back_wheel_joint</rear_right_joint><left_steering_joint>left_front_orient_joint</left_steering_joint><right_steering_joint>right_front_orient_joint</right_steering_joint><steering_wheel_joint>virtual_steering_wheel_joint</steering_wheel_joint><!-- Max absolute steer angle for tyre in radians--><!-- Any cmd_vel angular z greater than this would be capped --><max_steer>0.6458</max_steer><!-- Max absolute steering angle of steering wheel --><max_steering_angle>7.85</max_steering_angle><!-- Max absolute linear speed in m/s --><max_speed>5</max_speed><!-- PID tuning --><left_steering_pid_gain>1500 0 1</left_steering_pid_gain><left_steering_i_range>0 0</left_steering_i_range><right_steering_pid_gain>1500 0 1</right_steering_pid_gain><right_steering_i_range>0 0</right_steering_i_range><linear_velocity_pid_gain>1000 0 1</linear_velocity_pid_gain><linear_velocity_i_range>0 0</linear_velocity_i_range><!-- output --><publish_odom>true</publish_odom><publish_odom_tf>true</publish_odom_tf><publish_wheel_tf>false</publish_wheel_tf><publish_distance>true</publish_distance><odometry_frame>odom_demo</odometry_frame><robot_base_frame>base_link</robot_base_frame></plugin></gazebo>

补充 steering_wheel_joint 配置

需要把这段代码添加到车子描述的xacro文件中

• virtual_steer_link 可以看到都是虚的，惯性啥的都是0，也就是不存在的
• virtual_steering_wheel_joint 这个设置是前轮的转向的中间位置，z轴高度随意，我这里两个左右两个车轮分别是0.22654 0.5868 -0.068 和 0.22654 -0.5868 -0.068，跟 base_link 绑定上即可

  <!-- Virtual Steering wheel --><link name="virtual_steer_link"><visual><origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0" /><geometry><box size="0.01 0.15 0.075" /></geometry><material name=""><color rgba="1.0 1.0 0.0 1" /></material></visual><inertial>  <!-- Gazebo won't show this link without this inertial mass --><origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0" /><mass value="0.001" /><inertia ixx="0.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.0" iyz="0.0" izz="0.0" /></inertial></link><joint name="virtual_steering_wheel_joint" type="revolute"><origin xyz="0.22654 0 0" rpy="0.0 0.0 0.0" /><parent link="base_link" /><child link="virtual_steer_link" /><axis xyz="0 0 -1" /><limit lower="-3" upper="3" effort="200" velocity="10" /></joint>

键盘控制命令

注意，这里需要进行cmd_vel的进行映射，因为我们在调用 gazebo 插件的时候进行了 remapping 映射，可以查看上面的描述，同时要加上命名空间（namespace）

ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard cmd_vel:=/car_nav2/cmd_demo

结果演示

前轮转向，后轮驱动