开发板 A6490PM1 上通过ROS2-humble在RVIZ与Gazebo中完成智能小车的仿真
对开发板 A6490PM1 进行刷机操作并安装Aidlux
具体过程见以下网址
刷机教程：http://192.168.110.201:36666/guide/hardware/development-board/A6490PM1-user-manual
使用VNC完成远程连接，进入ubantu 22.04系统，并安装ROS2-humble
完成刷机及aidlux的安装后，根据教程获得手中开发板的ip地址后在浏览器上通过ip:8000进入aidlux桌面系统，密码为aidlux，桌面系统如下所示，
点击桌面底部的应用中心图标
进入应用中心后点击顶部的机器人选项，下载ubantu Desktop，安装完成后打开该应用，通过获得的ip地址和端口号通过VNC进行远程连接进入ubantu系统。
ROS2-humble、RVIZ、gazebo等软件的下载
ros2-humble、gazebo可通过aidlux桌面系统的应用中心下载，也可在ubantu系统中完成安装
ubantu中ros2-humble、gazebo、vescode的安装过程如下所示
ros2-humble我们可以通过国内大佬小鱼开发的一键安装完成安装，感谢小鱼的一键安装。
通过按住键盘上的ctrl+alt+t打开终端，在终端中输入以下命令，密码为aidlux
wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros
这里我们输入1（安装ROS），按下回车
如上图所示，首先输入1（更换系统源再继续安装）并按下回车，接着继续选择1（仅更换系统源）并按下回车，接着就可以看见安装ROS相关选项，这里可以选择要安装的humble版本，我们按下1选择humble版本，然后再按下1（选择桌面版）并按下回车，接着等待安装工具自动完成ros的安装
vscode及微信等软件也可通过以上同样的方法安装
gazebo的安装我们也通过命令行完成安装，在一个新的终端中我们输入以下命令
sudo apt install gazebo
除了安装gazebo外，也可以下载一些模型文件到系统的gazebo配置目录下，文件可以直接从github上克隆，命令如下所示
$ mkdir -p ~/.gazebo
$ cd ~/.gazebo
$ git clone https://gitee.com/ohhuo/gazebo_models.git ~/.gazebo/models
$ rm -rf ~/.gazebo/models/.git #删除 .git 防止误识别为模型
启动gazebo的命令如下所示
gazebo
一些其他工具的安装
colcon构建工具
colcon是一个命令行工具，用于改进编译，测试和使用多个软件包的工作流程。它实现过程自动化，处理需求并设置环境以便于使用软件包。ROS2中便是使用colcon作为包构建工具的，但是ROS2中没有默认安装colcon，需要自行安装，安装命令如下：
sudo apt install python3-colcon-common-extensions
使用URDF文件完成小车建模，并在RVIZ中完成可视化显示
以下内容的代码均来自以下gitee仓库
chapt(1)/chapt/src/moxing/urdf/second.urdf.xacro · lenxiii/test - 码云 - 开源中国 (gitee.com)
使用gazebo仿真的第一步是完成对机器人的建模，目前几乎所有的仿真平台都支持URDF格式，使用URDF文件可以通过代码描述模型的外形物理体积，运动惯性，物理属性，运动限制等內容。RVIZ可以将以URDF编写的小车模型描述文件进行可视化处理，以下内容为一个使用URDF格式编写的机器人模型示例部分文件，文件名为second.urdf.xacro
<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="first_robot">
<!--机器人模型身体部分 -->
<link name="base_link">
<!--部件外观描述-->
<visual >
<!--沿自己几何中心的坐标偏移和旋转-->
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<!--几何形状-->
<geometry>
<!--圆柱体 半径0.1m 高0.112m-->
<cylinder radius="0.1" length="0.12"/>
</geometry>
<!--材质标签 颜色白色 透明度为0.5-->
<material name="white">
<color rgba="1.0 1.0 1.0 0.5"/>
</material>
</visual>
</link>
<!--机器人模型轮子部分-->
<!--机器人模型左边轮子部分-->
<link name="left_wheel_link">
<visual>
<origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="1.57079 0 0"/>
<geometry>
<!--圆柱体 半径0.04m 高0.032m-->
<cylinder radius="0.04" length="0.032"/>
</geometry>
<material name="black">
<color rgba="0.0 0.0 0.0 0.5""/>
</material>
</visual>
</link>
<!--机器人模型右边轮子部分-->
<link name="right_wheel_link">
<visual>
<origin xyz="0 0 0" rpy="1.57079 0 0" />
<geometry>
<cylinder length="0.04" radius="0.032" />
</geometry>
<material name="black">
<color rgba="0.0 0.0 0.0 0.8"/>
</material>
</visual>
<!--机器人模型关节部分-->
<joint name="lift_joint" type="revolute">
<!--子部件相当于父部件的平移和旋转-->
<origin xyz="0 0.10 -0.06" rpy="0.0 0.0 0.0"/>
<!--父部件（子部件连接的部件）-->
<parent link="base_link"/>
<!--子部件-->
<child link="left_wheel_link"/>
<!--定义旋转轴方向，绕y轴旋转-->
<axis xyz="0.0 1.0 0.0"/>
<!--对关节的运动限制 lower(最小角度) upper(最大角度) effort(最大扭矩) velocity（最大速度）-->
<limit lower="0.0" upper="0.0" effort="0.0" velocity="0.0"/>
</joint>
<joint name="right_wheel_joint" type="continuous">
<parent link="base_link" />
<child link="right_wheel_link" />
<origin xyz="0 -0.10 -0.06" />
<axis xyz="0 1 0" />
</joint>
</robot>
第一行<?xml version="1.0"?>表示这是一个 XML 处理指令的开始，XML 的版本号为 1.0，URDF使用XML（Extensible Markup Language可扩展标记语言）描述机器人的几何结构，传感器等信息。
第二至第三行中包含了三段不同含义的代码<robot>及</robot>是URDF或XACRO文件的根元素，用于描述机器人模型，所有的URDF文件几乎都要写在这对标签当中。
name="first_robot"定义了机器人的名称（first_robot），在ROS中用于标识该模型。
xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro这句话声明了一个XML命名空间，关联到XACRO的官方文档页面。作用是告诉解析器该文件使用了Xacro的宏功能（如变量、循环、条件等），而不仅是普通URDF。简单来说URDF文件中引入Xacro后便可以使用xacro编写宏，使机器人的建模更加简便由于篇幅原因本文对于Xacro版本的URDF文件不做过多介绍。
编写完成的URDF文件通过使用launch文件完成在RVIZ中的启动，launch文件示例如下
# 导入必要的ROS 2启动模块和功能包
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
from launch_ros.parameter_descriptions import ParameterValue
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import Command,LaunchConfiguration
import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
def generate_launch_description():
# 声明一个启动参数，用于指定URDF文件的路径
# 默认路径为moxing功能包下的urdf/first.urdf.xacro文件
model_path=DeclareLaunchArgument(
name='model',default_value=
os.path.join(get_package_share_directory
("moxing"),"urdf","first.urdf.xacro"),
description="URDF文件路径"
)
# 使用xacro工具解析URDF文件，生成机器人描述参数
robot_description=ParameterValue(Command(["xacro ",LaunchConfiguration("model")]))
# 创建joint_state_publisher_gui节点，用于发布关节状态并提供GUI界面
joint_state_publisher_gui = Node(
package="joint_state_publisher_gui",
executable="joint_state_publisher_gui",
parameters=[{"robot_description": robot_description}], # 直接传递参数
)
# 创建robot_state_publisher节点，用于发布机器人状态
robot_state_publisher = Node(
package="robot_state_publisher",
executable="robot_state_publisher",
parameters=[{"robot_description": robot_description}],
output="screen", # 可选：打印调试信息
)
# 创建rviz2节点，用于可视化机器人模型
rviz2_node=Node(
package="rviz2",
executable="rviz2",
name="rviz2",
output="screen",
)
# 返回LaunchDescription对象，包含所有声明的节点和参数
return LaunchDescription(
[
# 声明一个启动参数，用于指定是否使用仿真时间（如Gazebo）
DeclareLaunchArgument(
"use_sim_time",
default_value="false",
description="Use simulation (Gazebo) clock if true",
),
model_path,# 添加URDF文件路径参数
robot_state_publisher,# 添加机器人状态发布节点
joint_state_publisher_gui,# 添加关节状态发布GUI节点
rviz2_node,# 添加RViz2可视化节点
]
)
启动后RVIZ会自动启动如下图所示
此时的RVIZ 中没有任何模型是正常的，接下来点击左下角的add按钮在弹出的窗口中选择robotmodel选项
随后在左侧的robotmodel的选项中将Description Source的选项选为Topic,其次在下面的Description Topic中选择/robot_description完成以上操作后便可以在RVIZ的中间看见一块白色物体，这是正常现象
在RVIZ左侧边框的最上方有一个Fixed Frame的选项，在其中选择你在URDf文件中建立的任意一个link部件便可以正常显示URDf建立的机器人模型，完成以上操作后也可以加入add模块，添加方式与robotmodel一致，添加完成后，你便可以看见各个link部件的坐标轴
以上便是在RVIZ中显示URDF描述的机器人模型的步骤，接下来我们将会把机器人模型加入到gazebo仿真世界中
将机器人模型放入自定义gazebo仿真世界中
使用gazebo构建世界
在终端中输入gazebo启动的gazebo界面如图所示，启动后的gazebo世界默认加载空世界，界面如图所示
我们可以通过界面左上角的insert向空世界中加入之前在github上克隆的模型
除了可以使用已经加载好的模型，在gazebo中也可以实现手动画墙，设计自己的房间，接下来我们就来设计一个房间。
首先在gazebo左上角的edit的选项中点击Building Editor
简单的完成了一个封闭房间的设计后在左上角的file中选择Exit Building Editor选项会弹出如下窗口提示是否保存墙体文件，我们点击save and Exit选项
点击之后会弹出如下界面
定义世界的名称，并选择保存的文件地址完成后点击choose ,最后点击save即可在gazebo界面中看见建好的房间模型。
同样，我们也可以在建好的房间模型中加入一些其他的模型，完成后便可以在file的save world as 选项将我们的世界模型保存下下来，下次使用gazebo命令加世界路径便可以直接加载世界模型
在gazebo中加载机器人模型
gazebo使用的是sdf格式，而机器人建模时使用的是URDF格式，所以要在gazebo中显示机器人模型就需要将urdf文件转换为sdf我们可以通过gazebo-ros-pkgs完成这一转换,安装命令如下
$ sudo apt install ros-humbl-gazebo-ros-pkg
安装好后使用以下launch文件启动gazebo并加载机器人模型
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
from launch_ros.parameter_descriptions import ParameterValue
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import Command, LaunchConfiguration
import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
import launch
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
import launch_ros
def generate_launch_description():
# 声明一个启动参数 `model`，用于指定URDF/Xacro文件路径
# 默认值为包 `moxing` 中 `urdf/second.urdf.xacro` 文件的路径
model_path = DeclareLaunchArgument(
name="model",
default_value=os.path.join(
get_package_share_directory("moxing"),
"urdf",
"second.urdf.xacro"
),
description="URDF 文件路径",
)
# 设置Gazebo世界文件的默认路径
# 路径指向包 `moxing` 中 `world/room1.world` 文件
default_world_path = os.path.join(
get_package_share_directory("moxing"),
"world",
"room1.world"
)
# 启动Gazebo仿真环境
# 使用 `gazebo_ros` 包的 `gazebo.launch.py` 启动文件
# 并传入世界文件路径 (`room1.world`) 和设置 `verbose` 为 `true`（输出详细日志）
gazebo_launch = launch.actions.IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource([get_package_share_directory(
"gazebo_ros"), '/launch', '/gazebo.launch.py']
),
launch_arguments=[('world', default_world_path), ('verbose', 'true')]
)
# 在Gazebo中生成机器人模型
# 使用 `gazebo_ros` 包的 `spawn_entity.py` 节点
# 参数：
# `-topic /robot_description`：从 `/robot_description` 话题获取机器人URDF
# `-entity robot1`：在Gazebo中生成的实体名称
spawn_action = launch_ros.actions.Node(
package="gazebo_ros",
executable="spawn_entity.py",
arguments=['-topic', '/robot_description', '-entity', 'robot1']
)
# 解析Xacro文件生成URDF描述
# 使用 `xacro` 命令处理 `model` 参数指定的文件
# 结果存储在 `robot_description` 中，类型为字符串
robot_description = ParameterValue(
Command(["xacro ", LaunchConfiguration("model")]),
value_type=str
)
# 启动 `robot_state_publisher` 节点
# 该节点发布机器人的TF（Transform）信息
# 参数：
# `source_list: ["/joint_states"]`：订阅Gazebo发布的关节状态
# `robot_description`：传入解析后的URDF描述
robot_state_publisher = Node(
package="robot_state_publisher",
executable="robot_state_publisher",
parameters=[{
"source_list": ["/joint_states"], # 确保订阅 Gazebo 的关节数据
"robot_description": robot_description
}],
output="screen", # 输出日志到屏幕
)
# 启动 `joint_state_publisher_gui` 节点（GUI版本）
# 提供一个可视化界面，用于手动调整关节状态（如调试用）
joint_state_publisher_gui = Node(
package="joint_state_publisher",
executable="joint_state_publisher",
name="joint_state_publisher_gui", # 节点名称
)
# 启动RViz2可视化工具
# 加载包 `moxing` 中 `rviz/model.rviz` 的配置文件
rviz2_node = Node(
package="rviz2",
executable="rviz2",
name="rviz2",
output="screen",
arguments=['-d', os.path.join(
get_package_share_directory("moxing"),
'rviz', 'model.rviz'
)]
)
# 返回所有要启动的节点和动作
return launch.LaunchDescription([
model_path, # 声明模型路径参数
robot_state_publisher, # 发布机器人TF
joint_state_publisher_gui, # 关节状态发布（GUI）
gazebo_launch, # 启动Gazebo
spawn_action, # 在Gazebo中生成机器人
# 注意：`rviz2_node` 当前被注释掉，如需使用需取消注释
])
接着便可以在gazebo的世界中我们的机器人模型已经放入世界了
在URDF文件中除了描述机器人模型的外观也可以使用gazebo插件模拟传感器的工作，例如IMU和雷达。
以上便是如何在开发板 A6490PM1 上通过ROS2-humble在RVIZ与Gazebo中完成智能小车的仿真的全部内容