PB_RM_Simulation

深圳北理莫斯科大学 北极熊战队 哨兵导航仿真包

一. 项目介绍

本项目使用麦克纳姆轮仿真小车，附加 Livox Mid360 雷达与 IMU，在 RMUC/RMUL 地图进行导航算法仿真。

功能演示视频：寒假在家，怎么调车！？更适合新手宝宝的 RM 导航仿真

Gazebo 仿真	Fast_LIO + Navigation2

Mid360点云仿真 + FAST_LIO 里程计 + 障碍物/地面点云分割 + 三维点云转二维 + Navigation2

二. rm_simulation 话题接口

三. 环境配置

当前开发环境为 Ubuntu22.04, ROS2 humble, Gazebo 11.10.0

1. 安装依赖

   sudo apt install -y ros-humble-gazebo-*
   sudo apt install -y ros-humble-xacro
   sudo apt install -y ros-humble-robot-state-publisher
   sudo apt install -y ros-humble-joint-state-publisher
   sudo apt install -y ros-humble-rviz2
   sudo apt install -y ros-humble-nav2*
   sudo apt install -y ros-humble-slam-toolbox
   sudo apt install -y ros-humble-pcl-ros
   sudo apt install -y ros-humble-pcl-conversions
   sudo apt install -y ros-humble-libpointmatcher
   sudo apt install -y ros-humble-tf2-geometry-msgs
   sudo apt install -y libboost-all-dev
   sudo apt install -y libgoogle-glog-dev

   后续编译与运行过程中如果有依赖功能包未安装，按类似的方法安装。

2. 安装 Livox SDK2

   sudo apt install cmake

   git clone https://github.com/Livox-SDK/Livox-SDK2.git
   cd ./Livox-SDK2/
   mkdir build
   cd build
   cmake .. && make -j
   sudo make install

四. 编译运行

git clone --recursive https://gitee.com/SMBU-POLARBEAR/pb_rmsimulation --depth=1

cd pb_rmsimulation
./build.sh

可选参数

1. world:

   （仿真模式）

   • RMUL - 2024 Robomaster 3V3 场地
   • RMUC - 2024 Robomaster 7V7 场地

   （真实环境）

   • 自定，world 等价于 .pcd(ICP使用的点云图) 文件和 .yaml(Nav使用的栅格地图) 的名称，

2. mode:

   • mapping - 边建图边导航
   • nav - 已知全局地图导航

3. localization (仅 mode:=nav 时本参数有效)

   • amcl - 使用 AMCL 算法定位（经典算法）
   • slam_toolbox - 使用 slam_toolbox localization 模式定位（动态场景中效果更好）
   • icp - 使用 ICP_Localization 算法定位（性能开销较多）

   Tips:

   1. 若使用 AMCL 算法定位时，启动后需要在 rviz2 中手动给定初始位姿。
   2. 若使用 slam_toolbox 定位，需要提供 .posegraph 地图，详见 localization using SLAM_Toolbox
   3. 若使用 ICP_Localization 定位，需要提供 .pcd 点云图

4. rviz:

   • True - 可视化 robot_descrition, FAST_LIO
   • False - 仅提供 nav2 可视化窗口

仿真模式

• 示例：

  • 边建图边导航

    ros2 launch rm_bringup bringup_sim.launch.py \
    world:=RMUL \
    mode:=mapping

  • 已知全局地图导航

    ros2 launch rm_bringup bringup_sim.launch.py \
    world:=RMUL \
    mode:=nav \
    localization:=slam_toolbox

真实环境

• 示例：

  • 边建图边导航

    ros2 launch rm_bringup bringup_real.launch.py \
    world:=YOUR_WORLD_NAME \
    mode:=mapping

    Tips:

    1. 保存点云 pcd 文件：需先在 fastlio_mid360.yaml 中 将 pcd_save_en 改为 true，并设置 .pcd 文件的名称
    2. 保存栅格地图：需先在 save_grid_map.sh 将 YOUR_MAP_NAME 更改为与 .pcd 文件相同的名称。保存后在当前工作空间新开终端，运行 ./save_grid_map.sh 即可
    3. 保存 .posegraph 地图：请参考 localization using SLAM_Toolbox

  • 已知全局地图导航

    ros2 launch rm_bringup bringup_real.launch.py \
    world:=YOUR_WORLD_NAME \
    mode:=nav \
    localization:=slam_toolbox

    Tips: 栅格地图文件和 pcd 文件需命名为相同名称，分别存放至 src/rm_bringup/map 和 src/rm_bringup/PCD 中，启动导航时 world 指定为文件名前缀即可。

小工具 - 键盘控制

ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard

致谢

Mid360 点云仿真：参考了 livox_laser_simulation、 livox_laser_simulation_RO2、 Issue15: CustomMsg

导航算法框架：基于 中南大学 FYT 战队 RM 哨兵上位机算法 略微修改以适配仿真。

非常非常感谢以上开源项目 / Issue 的帮助！！！

常见问题

详见 Issue