小车yolo机械臂（一）ros下gazebo搭建小车（可键盘控制）安装摄像头仿真 加载yolo检测识别标记物体

小车yolo机械臂（一）ros下gazebo搭建小车（可键盘控制）安装摄像头仿真 加载yolo检测识别标记物体 小车yolo机械臂（二）机械臂仿真 ros下从xacro模型文件搭建Moveit!+Gazebo仿真系统 小车yolo机械臂（三）ROS消息订阅监听 rospy.Subscriber 订阅监听yolo python实现订阅/darknet_ros/bounding_boxes topic 小车yolo机械臂（四）python ros 和darknet_ros 使用launch文件启动脚本 小车yolo机械臂（五）让小车在命令下运动起来 rostopic pub /cmd_vel geometry_msgs/Twist 小车yolo机械臂（六）ros gazebo 小车摄像头根据darknet_ros中yolo目标检测的信息进行自主运动 小车yolo机械臂（七）小车与机械臂融合，并控制机械臂运动 gazebo control 小车yolo机械臂（八）ros小车和机械臂gazebo仿真，机械臂根据darknet_ros中yolo检测结果来自动运动 python实现

需要用到的代码我已经上传到github上面，有两个包，第一个是darknet_ros（用于yolo的目标检测），第二个是mrobot_gazebo（在ros下小车的仿真）。 下载地址：github项目

我们先看看整体的一个目录架构：

首先，我们先实现ROS下darknet_ros(YOLO V3)检测。 参考博客：ROS下实现darknet_ros(YOLO V3)检测

在github讲darknet_ros下载在src目录后，在ROS工作空间目录下打开终端 然后执行命令：

此时会开始编译整个项目，编译完成后会检查{catkin_ws}/darknet_ros/darknet_ros/yolo_network_config/weights文件下有没有yolov2-tiny.weights和yolov3.weights两个模型文件，默认下载好的代码里面为了节省体积是不带这两个模型文件的。因此编译之后会自动开始下载模型文件，此时又是一段漫长的等待时间。 如果刚好你之前已经下载好了模型文件，那就好了，在开始编译之前就把模型文件拷贝到上述文件夹下，就不会再次下载了。

建议提前下载模型文件： 下载链接： https://pjreddie.com/media/files/yolov2.weights https://pjreddie.com/media/files/yolov2-tiny.weights https://pjreddie.com/media/files/yolov3.weights https://pjreddie.com/media/files/yolov3-tiny.weights

其它方法的参考博客： 关于yolov3.weights文件下载地址的分享

然后发布摄像头图像话题：

如果顺利的话应该可以看到实际的图像显示界面。

2. 运行darknet_ros 然后执行darknet_ros进行检测，在运行检测之前需要更改一下配置文件，使得darknet_ros订阅的话题与usb_cam发布的图片话题对应。 打开darknet_ros/config/ros.yaml文件，找到： 将camera_reading中的topic修改为上图所示，即：

这里的topic: /usb_cam/image_raw是ros的电脑前置摄像头的topic，通过这个topic，yolo就可以拿到前置摄像头的图像。

回到darknet的工作空间根目录，执行：

注意，在运行上面的命令时，roslaunch usb_cam usb_cam-test.launch这个命令也是在运行的哦。

这样就看到检测结果了，等后面把gazebo的小车和车上的摄像头做好了，再将 camera_reading: topic: /usb_cam/image_raw 改为仿真摄像头的topic。

接下来，我们就将在gazebo中搭建小车及摄像头。 先看看最终效果： 现在catkin_ws/src目录下打开终端，执行命令：

可以看到：

先搭建小车的模型：my_gazebo_robot_car.urdf.xacro 该模型是采用xcrao，是优化后的URDF模型，是一种精简化、可复用、模块化的描述形式。

xacro是URDF的升级版,模型文件的后缀名由.urdf变为.xacro,而 且在模型标签中需要加入xacro的声明:

定义所需要的颜色，小车身上的颜色：

常量定义 这里是对圆周率的pi进行定义：

这一部分是对小车身上的零部件的常量定义

接下来就是惯性矩阵，这个知识点数学难度很高，建议知道结果就行，想要深入了解，有一篇博客和一套视频可以去观看：

这篇博客是在结果上的总结：机器人的惯性、视觉、碰撞特征计算与表示

这个是b站上的系统课程，看完后会对惯性矩阵有原理性的认识：理论力学

下面三个惯性矩阵的定义，其中包含球体惯性矩阵，立方体惯性矩阵，圆柱体惯性矩阵

对这些惯性矩阵的使用如下：

接下来是对小车每个零部件的宏定义（就不一一罗列了）

注意，上面的代码中出现了：

这个是对小车颜色的再定义，因为在gazebo仿真中，小车的颜色只能通过该定义来完成，这是rviz和gazebo不兼容的一个地方，需要注意。

传动系统(Transmission)可以将机器人的关节指令转换成执行器的控制信号。机器人每个需要运动的关节都需要配置相应的传动系统,可以在机器人的URDF模型文件中按照以下方法配置:

Gazebo插件可以根据插件的作用范围应用到URDF模型的、、上,需要使用标签作为封装。

(1)为元素添加插件 为元素添加Gazebo插件的方式如下:

与其他的元素相同,如果元素中没有设置reference="x"属性,则默认应用于标签。

(2)为、标签添加插件 如果需要为、标签添加插件,则需要设置标签中的reference="x"属性:

至于Gazebo目前支持的插件种类,可以查看ROS默认安装路径下的/opt/ros/kinetic/lib文件夹,所有插件都是以libgazeboXXX.so的形式命名的。

Gazebo已经提供了一个用于差速控制的插件

libgazebo_ros_diff_drive.so,可以将其应用到现有的机器人模型上。在mrobot_gazebo/urdf/mrobot_body.urdf.xacro文件中添加如下插件声明（即小车的插件）:

在加载差速控制器插件的过程中,需要配置一系列参数,其中比较关键的参数如下。

:机器人的命名空间,插件所有数据的发布、订阅都在该命名空间下。

和:左右轮转动的关节joint,控制器插件最终需要控制这两个joint转动。

和:这是机器人模型的相关尺 寸,在计算差速参数时需要用到。

:车轮转动的加速度。

:控制器订阅的速度控制指令,ROS中一般都命名为cmd_vel,生成全局命名时需要结合中设置的命名空间。

:里程计数据的参考坐标系,ROS中一般都命名为odom。

小车模型搭建好了，下一个就是为小车添加一个摄像头，文件中的模型为：camera.xacro

为摄像头模型添加Gazebo插件

类似于小车模型中的差速控制器插件,传感器的Gazebo插件也需要在URDF模型中配置。

在camera.xacro的相关标签有两个，一个是颜色，一个是摄像头插件。

颜色代码如下：

这个颜色相关的标签用来设置摄像头模型在Gazebo中的material, 与小车模型的配置相似,只需要设置颜色参数。

摄像头插件代码如下：

重点是这个第二个设置摄像头插件的标签。在加载传感器插件时,需要使用标签来包含传感器的各种属性。例如现在使用的是摄像头传感器,需要设置type为camera,传感器的命名(name)可以自由设置;然后使用标签具体描述摄像头的参数,包括分辨率、编码格式、图像范围、噪音参数等;最后需要使用标签加载摄像头的插件libgazebo_ros_camera.so,同时设置插件的参数,包括命名空间、发布图像的话题、参考坐标系等。

现在我们已经有了两个模型，一个是小车，一个是摄像头，现在讲两者组合在一起。

文件：my_gazebo_robot_All.urdf.xacro 就是将小车和摄像头组合在一起，代码如下：

最后我们写一个launch文件，名为：my_gazebo3.launch

在目录catkin_ws/src处启动终端，输入命令：

gazebo仿真出现，可以看到下面的结果： 模型里有两个人和几个罐头，是我新添加的。

接着，我们使用rqt工具查看当前小车眼前的世界:

有个地方需要注意，rqt工具中，我们可以看到 上图有个/camera/image_raw，这个就是小车身上摄像头的topic，在接下来的darknet_ros中，我们就要将darknet_ros/config/ros.yaml中的：

改为：

加载YOLO，让小车通过darknet_ros识别检测标记物体 在将darknet_ros/config/ros.yaml中的camera_reading:的topic改为 /camera/image_raw后，我们直接启动yolo：

检测小车摄像头看到的物体是什么 检测结果：

小车模型中已经加入了libgazebo_ros_diff_drive.so插件,可以使用差速控制器实现机器人运动。查看系统当前的话题列表 可以看到,Gazebo仿真中已经开始订阅cmd_vel话题了。接下来可以运行键盘控制节点,发布该话题的速度控制消息,小车就会在Gazebo中开始运动了。

第一次执行一般会遇到这样的问题： ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311

ERROR: cannot launch node of type [mrobot_teleop/mrobot_teleop.py]: can’t locate node [mrobot_teleop.py] in package [mrobot_teleop] No processes to monitor shutting down processing monitor… … shutting down processing monitor complete

问题原因

mrobot_teleop/mrobot_teleop.py文件没有执行权限

解决方法： chmod +x mrobot_teleop.py

重新运行：