Gazebo之SDF简介
Gazebo之SDF简介
- 1. 源由
- 2. SDF简介
- 3. SDF世界
- 3.1 定义World
- 3.2 定义Physics
- 3.3 定义Plugins
- 3.3.1 Physics plugin
- 3.3.2 UserCommands plugin
- 3.3.3 SceneBroadcaster plugin
- 3.4 定义GUI
- 3.4.1 MinimalScene/GzSceneManager
- 3.4.2 World control plugin
- 3.4.3 World stats plugin
- 3.5 Entity tree plugin
- 3.6 定义Light
- 4. models
- 4.1 模型链接
- 4.2 模型下载
- 5. SDF测试
- 5.1 运行SDF(模型下载本地)
- 5.2 运行SDF(模型网络连接)
- 6. 参考资料
1. 源由
Gazebo在Ardupilot开源3D模拟仿真上被广泛使用。
通过SDFormat(Simulation Description Format)构建Ardupilot仿真世界，并如何向其中添加模型。
2. SDF简介
Gazebo作为开源项目，为仿真带来了全新的方法，提供了完整的开发库和云服务工具箱，使仿真变得简单。
在高保真传感器数据流的现实环境中，快速迭代您的新物理设计。在安全的环境中测试控制策略，并在持续集成测试中利用仿真。
SDFormat（Simulation Description Format），有时缩写为 SDF，是一种 XML 格式，用于描述机器人模拟器、可视化和控制的对象和环境。
3. SDF世界
3.1 定义World
... ... 前两个标签定义了 XML 和 SDF 的版本。然后是
3.2 定义Physics
0.001 1.0 physics 标签指定了动态引擎的类型和属性。
- 选择 name 1ms，因为步长是1毫秒。
- type 是动态引擎（物理库）的类型。有 Ode、Bullet、Simbody 和 Dart 等选项。我们将其设置为 ignored，因为选择物理引擎的类型尚未通过此标签完成。
3.3 定义Plugins
插件是一段动态加载的代码。
3.3.1 Physics plugin
Physics 插件对于模拟世界的动态非常重要。
3.3.2 UserCommands plugin
UserCommands 插件负责创建模型、移动模型、删除模型以及许多其他用户命令。
3.3.3 SceneBroadcaster plugin
SceneBroadcaster 插件显示我们的世界场景。
3.4 定义GUI
... ... Gazebo GUI 有许多插件可供选择。
- camera_fps
- camera_tracking
- camera_tracking_config
- grid_config
- image_display
- interactive_view_control
- key_publisher
- marker_manager
- minimal_scene
- navsat_map
- plotting
- point_cloud
- screenshot
- shutdown_button
- tape_measure
- teleop
- topic_echo
- topic_viewer
- transport_scene_manager
- world_control
- world_stats
- … …
添加一些必要的插件，以使我们的世界能够具有基本的功能并运行起来。
3.4.1 MinimalScene/GzSceneManager
MinimalScene 和 GzSceneManager 使我们的世界具备基本功能并运行起来的必要插件， 负责显示我们世界的 3D 场景。它具有以下属性（大多数 GUI 插件也具有这些属性）：
- showTitleBar 如果为 true，它将在插件上方显示蓝色标题栏，标题栏显示在
</code> 标签中指定的名称。</li><li><strong>state</strong> 是插件的状态，可以使用 docked 将其停靠在其位置，也可以是 floating 状态。</li></ul><p>对于渲染引擎，我们可以选择 ogre 或 ogre2。<ambient_light> 和 <background_color> 指定场景的环境光和背景色。<camera_pose> 指定摄像机的 X、Y、Z 位置，后跟其滚动、俯仰和偏航旋转。</p> <pre><code><!-- 3D scene --> <plugin filename="MinimalScene" name="3D View"> <gz-gui> <title>3D View false docked ogre2 scene 0.4 0.4 0.4 0.8 0.8 0.8 -6 0 6 0 0.5 0 0.25 25000 false 5 5 floating false 3.4.2 World control plugin
负责控制整个世界。其一些属性如下：
如果为 true，则在左下角会有播放/暂停按钮。 标签指定发布世界统计信息（如仿真时间和实际时间）的主题。 如果为 true，则 Gazebo 启动时仿真将暂停。
World control false false 72 121 1 floating true true true /world/world_demo/control /world/world_demo/stats 3.4.3 World stats plugin
负责显示世界统计信息，包括
通过这些标签，我们可以选择要显示的值（展开右下角以查看这些值）。我们可以选择这些值将发布到哪个
World stats false false 110 290 1 floating true true true true /world/world_demo/stats 3.5 Entity tree plugin
在这个插件中，我们可以看到我们世界中的所有实体（仿真中的所有事物都被视为“实体”）。我们可以看到不同的模型、太阳以及它们的链接、视觉效果和碰撞。
3.6 定义Light
- 指定世界中的光源。光源的 可以是点光源、方向光源或聚光灯。
- 是光源相对于
relative_to属性中指定的框架的位置（x, y, z）和方向（滚动、俯仰、偏航）；在我们的例子中（relative_to属性被忽略）是相对于世界的。 如果为 true，光源将投射阴影。 和 是漫反射光和镜面反射光的颜色。 - 指定光源的衰减特性，包括：
- 是光源的范围。
- 是常数衰减系数，1 表示从不衰减，0 表示完全衰减。
- 是线性衰减系数，1 表示在整个距离内均匀衰减。
- 是二次衰减系数，为衰减添加曲率。
- 是光源的方向，仅适用于聚光灯和方向光。
true 0 0 10 0 0 0 0.8 0.8 0.8 1 0.2 0.2 0.2 1 1000 0.9 0.01 0.001 -0.5 0.1 -0.9 4. models
可以使用已经构建好的模型，而不是自己构建模型。Gazebo Fuel 提供了数百个可以轻松添加到 Gazebo 世界中的模型。可以按以下方式添加模型。
4.1 模型链接
访问 Gazebo Fuel 网站，选择你喜欢的模型，然后点击模型描述页面上的 <> 图标。这将把一个 SDF 代码片段复制到你的剪贴板，然后将其粘贴到你的世界中的关闭 标签的正上方，如下所示：
https://fuel.gazebosim.org/1.0/OpenRobotics/models/Coke 4.2 模型下载
前面的方法在运行时下载你的模型，然后像这样引用它：
model://Coke 从 Gazebo Fuel 下载模型保存模型，如果如下所示目录：
world_tutorial ├── Coke └── world_demo.sdf同时需要将 GZ_SIM_RESOURCE_PATH 环境变量设置为模型的父文件夹。
$ export GZ_SIM_RESOURCE_PATH=`pwd`5. SDF测试
测试资料：SnapLearnGazebo/lesson_01_sdf
5.1 运行SDF(模型下载本地)
$ export GZ_SIM_RESOURCE_PATH=`pwd` $ gz sim world_demo_local.sdf5.2 运行SDF(模型网络连接)
$ export https_proxy=http:192.168.1.10:808 $ gz sim world_demo_uri.sdf6. 参考资料
【1】ArduPilot开源代码之ROS2Humble+CartographerSLAM+SITL+Gazebo
【2】ArduPilot飞控之Gazebo + SITL + MP的Jetson Orin环境搭建
【3】ArduPilot飞控之ubuntu22.04-Gazebo模拟
【4】PX4模块设计之七：Ubuntu 20.04搭建Gazebo模拟器
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