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深色模式

11 · Gazebo 最小仿真 ​

目标 ​

在 Gazebo Fortress（Ignition Gazebo 6）中加载差速小车，通过 ros_gz_bridge 把 ROS /cmd_vel 接到仿真。

概念 ​

text
ROS 2 /cmd_vel  --bridge-->  Gazebo DiffDrive 插件  -->  车轮转动
ROS 2 /odom     <--bridge--  仿真里程计

本机 Humble 对应 Gazebo Fortress。启动入口常用 ros_gz_sim。

模型在 simple_robot/models/simple_diff_robot/，世界在 worlds/simple_robot.sdf。

通俗理解 ​

Gazebo 是带物理的虚拟世界：重力、碰撞、轮子转动。RViz 只是“看数据的显示器”，不会替你算物理。

ROS 和 Gazebo 本来是两套系统，中间靠 bridge（桥） 翻译话题：

text
你在 ROS 发 /cmd_vel
    → bridge 转成 Gazebo 认识的速度
    → DiffDrive 插件转轮子
    → 里程计再桥回 ROS 的 /odom

所以第 09 课学的 cmd_vel，在这里第一次真正“开到车”。

逐步说明：bridge 为何必须，以及 odom 和 TF 谁发（点击展开）

Gazebo 里的话题名字、消息类型与 ROS 2 不完全同一套。ros_gz_bridge 按配置把 /cmd_vel 译成仿真插件订阅的速度，再把仿真里程计译回 nav_msgs/Odometry。DiffDrive 插件内部才做上一课的 v,ω→ 轮速和积分。odom→base_link 的 TF 通常由里程计或 robot_state_publisher 配合发出，RViz 才能把车画在世界里。桥没配上：ROS 侧 topic echo 有速度，车不动。

本机装的是 Gazebo Fortress（Ignition Gazebo 6），不是很老的 Gazebo Classic；命令常见 ign gazebo / ros_gz_sim。

常见疑问 ​

Q：本机有 Gazebo 吗？
有（若已按本教程装过 ros-humble-ros-gz）。可用 ign gazebo --versions 查看，应为 6.x。

Q：Gazebo 和 RViz 有何不同？
Gazebo = 仿真物理世界；RViz = 可视化 ROS 数据（TF、点云、路径…）。常一起开。

Q：bridge 是干什么的？
两边话题名/消息类型不同，bridge 做双向（或单向）转换，否则 ROS 节点和仿真车各说各话。

Q：为什么仿真里车能动，却还没写 PID？
DiffDrive 插件内部处理了“按 cmd_vel 转轮”。真机上这层通常换成驱动板 + 速度环。

Q：无显示器能跑吗？
GUI 基本不行。可在有桌面的机器上跑；或以后再学无头less 选项。

动手 ​

需要图形界面：

bash
source /opt/ros/humble/setup.bash
source $ROS_WS/install/setup.bash
ros2 launch simple_robot gazebo.launch.py

另开终端发速度：

bash
ros2 topic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist \
  "{linear: {x: 0.2}, angular: {z: 0.1}}"

或用第 09 课节点：

bash
ros2 run py_learning cmd_vel_publisher --ros-args -p linear_x:=0.15 -p angular_z:=0.2

看里程计：

bash
ros2 topic echo /odom --once

关键命令 ​

bash
ros2 launch simple_robot gazebo.launch.py
ros2 topic list | grep -E 'cmd_vel|odom'
ign topic -l          # 看 Gazebo 侧话题（命令也可能是 gz topic）

对照代码 ​

文件作用
models/simple_diff_robot/model.sdf差速插件模型
worlds/simple_robot.sdf世界
launch/gazebo.launch.py启动仿真 + bridge

Bridge 映射（简化理解）：

text
/cmd_vel  ↔  /model/simple_diff_robot/cmd_vel
/odom     ↔  /model/simple_diff_robot/odometry

小练习 ​

  1. 只发前进、只发转向，观察车运动。
  2. 打开官方 demo 对比：ros2 launch ros_gz_sim_demos diff_drive.launch.py

注意 ​

  • 无显示器/SSH 无转发时，Gazebo GUI 可能起不来；可稍后在本机桌面试。
  • 若找不到模型，确认 launch 已把 models/ 加入 IGN_GAZEBO_RESOURCE_PATH。

验证标准（给学员与 AI） ​

  • [ ] 已安装 ros-humble-ros-gz（scripts/check_env.sh 提示 OK）
  • [ ] （有桌面）ros2 launch simple_robot gazebo.launch.py 能起仿真
  • [ ] 向 /cmd_vel 发速度后，车有运动或 /odom 有数据

失败时：检查资源路径；无桌面则记录限制并继续概念学习。

小结 ​