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<title>LT's Blog</title>
<updated>2020-04-03T08:54:15.307Z</updated>
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<subtitle>温故而知新</subtitle>
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<rights>All rights reserved 2020, LT's Blog</rights>
<entry>
<title type="html"><![CDATA[turtlebot与gazebo仿真问题]]></title>
<id>https://MineIdea.github.io/post/turtlebot-yu-gazebo-fang-zhen-wen-ti/</id>
<link href="https://MineIdea.github.io/post/turtlebot-yu-gazebo-fang-zhen-wen-ti/">
</link>
<updated>2020-04-03T08:52:42.000Z</updated>
<content type="html"><![CDATA[<p>学艺不精，使用turtlebot进行仿真时发现无论如何如何在gazebo都不能运行，我尝试使用mbot和turtlebot3进行gazebo仿真都很顺利，但这使用卡在我心上，在又学了一段时间ros后，我又回头来解决这个问题。</p>
<p>turtlebot不能在gazebo运行的关键原因就在于他的底盘是kobuki，因此我们会安装kobuki的相关资源，这些完成之后应该能操作现实的机器人，但要turtlebot与gazebo交互还差了一个模块：kobuki_gazebo</p>
<h3 id="查找控制插件">查找控制插件</h3>
<p>首先，我们要清楚ros和gazebo是独立的，ros和gazebo交互需要通过gazebo提供的plugin，在turtlebot和mbot中都有以下的plugin</p>
<pre><code> <!-- controller -->
<gazebo>
<plugin name="differential_drive_controller"
filename="libgazebo_ros_diff_drive.so">
<rosDebugLevel>WARN</rosDebugLevel>
<publishWheelTF>true</publishWheelTF>
<robotNamespace>/</robotNamespace>
<publishTf>1</publishTf>
<publishOdomTF>1</publishOdomTF>
<odometrySource>world</odometrySource> <!-- 'encoder' instead of 'world' is also possible -->
<publishWheelJointState>true</publishWheelJointState>
<alwaysOn>true</alwaysOn>
<updateRate>100.0</updateRate>
<legacyMode>true</legacyMode>
<leftJoint>left_wheel_joint</leftJoint>
<rightJoint>right_wheel_joint</rightJoint>
<wheelSeparation>${wheel_joint_y*2}</wheelSeparation>
<wheelDiameter>${2*wheel_radius}</wheelDiameter>
<broadcastTF>1</broadcastTF>
<wheelTorque>30</wheelTorque>
<wheelAcceleration>1.8</wheelAcceleration>
<commandTopic>cmd_vel</commandTopic>
<odometryFrame>odom</odometryFrame>
<odometryTopic>odom</odometryTopic>
<robotBaseFrame>base_footprint</robotBaseFrame>
</plugin>
</code></pre>
<p>看到注释，我们也清楚这就是controller的功能，他所需要的库为libgazebo_ros_diff_drive.so，这是我们安装ros-full时就存在的，这插件也是控制ros的命令能够让gazebo反馈出来。</p>
<p>接下来我们分析turtlebot</p>
<p>在turtlebot_description/robots/kobuki_hexagons_kinect.urdf.xacro中</p>
<pre><code> <xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/turtlebot_common_library.urdf.xacro" />
<xacro:include filename="$(find kobuki_description)/urdf/kobuki.urdf.xacro" />
<xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/stacks/hexagons.urdf.xacro"/>
<xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/sensors/kinect.urdf.xacro"/>
</code></pre>
<p>引入了4个xacro文件，其中引入了kobuki.urdf.xacro</p>
<p>在kobuki_description/urdf/kobuki.urdf.xacro中引入了</p>
<pre><code> <xacro:include filename="$(find kobuki_description)/urdf/common_properties.urdf.xacro"/>
<xacro:include filename="$(find kobuki_description)/urdf/kobuki_gazebo.urdf.xacro"/>
</code></pre>
<p>其中kobuki_gazebo就是与gazebo交互的配置文件</p>
<p>我们找到他的controller</p>
<pre><code> <gazebo>
<plugin name="kobuki_controller" filename="libgazebo_ros_kobuki.so">
<publish_tf>1</publish_tf>
<left_wheel_joint_name>wheel_left_joint</left_wheel_joint_name>
<right_wheel_joint_name>wheel_right_joint</right_wheel_joint_name>
<wheel_separation>.230</wheel_separation>
<wheel_diameter>0.070</wheel_diameter>
<torque>1.0</torque>
<velocity_command_timeout>0.6</velocity_command_timeout>
<cliff_sensor_left_name>cliff_sensor_left</cliff_sensor_left_name>
<cliff_sensor_center_name>cliff_sensor_front</cliff_sensor_center_name>
<cliff_sensor_right_name>cliff_sensor_right</cliff_sensor_right_name>
<cliff_detection_threshold>0.04</cliff_detection_threshold>
<bumper_name>bumpers</bumper_name>
<imu_name>imu</imu_name>
</plugin>
</gazebo>
</code></pre>
<p>发现与turtlebot3不同，他的controller使用的插件为libgazebo_ros_robuki.so</p>
<h3 id="安装kobuki_gazebo插件">安装kobuki_gazebo插件</h3>
<p>找到kobuki_gazebo的plugin位置，我一开始以为是插件配置失败，又尝试了很多无用功。我突然想到定位这些库的位置，然后发现</p>
<pre><code>locate libgazebo_ros_kobuki.so
</code></pre>
<p>竟然为空！！！现在结果已经很明确了，因为缺少必要的库，所以无法正常控制turtlebot_gazebo</p>
<p>在搜索之后，我发现kobuki_gazebo的github为</p>
<pre><code>https://github.com/yujinrobot/kobuki_desktop
</code></pre>
<p>下载完并编译成功，我在自己的catkin_ws下找到了 libgazebo_ros_kobuki.so</p>
<p>至此</p>
<pre><code>roslaunch turtlebot_gazebo turtlebot_world.launch
rostopic pub -1 /mobile_base/commands/velocity geometry_msgs/Twist -- '[0.5,0,0]' '[0,0,0]'
</code></pre>
<p>已经可以让turtlebot在gazebo中运动起来</p>
]]></content>
</entry>
<entry>
<title type="html"><![CDATA[mbot添加bumper]]></title>
<id>https://MineIdea.github.io/post/mbot-tian-jia-bumper/</id>
<link href="https://MineIdea.github.io/post/mbot-tian-jia-bumper/">
</link>
<updated>2020-04-03T08:47:04.000Z</updated>
<content type="html"><![CDATA[<p>这里的mbot使用的是古月居课程中创建的mbot，本来也可以用雷达检测碰撞，但是延迟问题我没搞定，看到可以添加bumper来进行碰撞检测，没想到又是一个大坑。</p>
<p>我的问题是 添加了bumper后，即使机器人已经碰撞，但bumper并未输出碰撞信息，我在gazebo answer找到了相似的问题，但由于是Gazebo 7，而我的环境是Gazebo9，添加_collision已经不起作用，只能通过生成sdf来查看base_link的collison name。</p>
<p>以下为对我有帮助的网页连接：</p>
<p>[]: https://answers.ros.org/question/246448/getting-contact-sensorbumper-gazebo-plugin-to-work/<br>
[]: https://answers.gazebosim.org//question/15095/gazebo-contact-sensor-added-to-a-robot-link-in-urdf-file-is-not-working-as-expected/<br>
[]: https://blog.csdn.net/wubaobao1993/article/details/91890839</p>
<p>之后是我的整个操作流程。</p>
<p>操作都是在mbot_description/urdf/xacro/gazebo目录下进行</p>
<figure data-type="image" tabindex="1"><img src="https://MineIdea.github.io/post-images/1585903884200.jpg" alt="" loading="lazy"></figure>
<p>这里我创建一个mbot_with_bumper_gazebo.xacro来测试bumper能否正常使用。</p>
<p>全部代码为</p>
<pre><code><?xml version="1.0"?>
<robot name="arm" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
<xacro:include filename="$(find mbot_description)/urdf/xacro/gazebo/mbot_base_gazebo.xacro" />
<!-- bumper -->
<joint name="bumper_joint" type="fixed">
<axis xyz="0 1 0" />
<origin xyz="0.05 0 0.02" rpy="0 0 0"/>
<parent link="base_link"/>
<child link="bump_sensor"/>
</joint>
<link name="bump_sensor">
<collision name="bump_sensor_collision">
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
<geometry>
<box size="0.05 0.05 0.05"/>
</geometry>
</collision>
<visual>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
<geometry>
<box size="0.05 0.05 0.05"/>
</geometry>
</visual>
<inertial>
<mass value="1e-5" />
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
<inertia ixx="1e-6" ixy="0" ixz="0" iyy="1e-6" iyz="0" izz="1e-6" />
</inertial>
</link>
<gazebo reference="bump_sensor">
<sensor name="main_bumper" type="contact">
<contact>
<collision>base_footprint_fixed_joint_lump__base_link_collision</collision>
</contact>
<plugin name="gazebo_ros_bumper_controller" filename="libgazebo_ros_bumper.so">
<alwaysOn>true</alwaysOn>
<updateRate>50</updateRate>
<bumperTopicName>bumper_vals</bumperTopicName>
<frameName>world</frameName>
</plugin>
</sensor>
</gazebo>
<mbot_base_gazebo/>
</robot>
</code></pre>
<p>我们在mbot_base_gazebo.xacro中定义了基本的mbot，这里只需要导入并添加bumper即可。</p>
<p>但此时bumper并不一定能正常工作，原因就是</p>
<pre><code> <contact>
<collision>base_footprint_fixed_joint_lump__base_link_collision</collision>
</contact>
</code></pre>
<p>collison要关联机器人正确的名称，这里我已经通过生成sdf来找到正确名称了。</p>
<p>接下来是找到名称的步骤：</p>
<ol>
<li>rosrun xacro xacro.py -o robot.urdf robot.xacro //这里的robot.xacro为你的模型名称，在我们这里是mbot_with_bumper_gazebo.xacro</li>
<li>gz sdf -p robot.urdf > robot.sdf</li>
</ol>
<p>此时目录下已经有robot.sdf文件，我们打开在其中搜索base_link，因为一般机器人主体我们都用base_link来声明。</p>
<figure data-type="image" tabindex="2"><img src="https://MineIdea.github.io/post-images/1585903817019.jpg" alt="" loading="lazy"></figure>
<p>可以看到name是一个自动生成的名称，将name复制输入到collision当中</p>
<pre><code> <contact>
<collision>base_footprint_fixed_joint_lump__base_link_collision</collision>
</contact>
</code></pre>
<p>我们打开mbot launch文件</p>
<ol>
<li>rostopic pub -1 /cmd_vel geometry_msgs/Twist -- '[0.1,0,0]' '[0,0,0]' //让机器人运动起来</li>
<li>rostopic echo -n 1 bumper_vals</li>
</ol>
<p>我们已经可以看到有碰撞信息。</p>
]]></content>
</entry>
<entry>
<title type="html"><![CDATA[turtlebot添加laser]]></title>
<id>https://MineIdea.github.io/post/turtlebot-tian-jia-laser/</id>
<link href="https://MineIdea.github.io/post/turtlebot-tian-jia-laser/">
</link>
<updated>2020-03-09T05:53:40.000Z</updated>
<content type="html"><![CDATA[<pre><code>系统信息: ros-melodic ubuntu18.04
</code></pre>
<p>在github上直接下载的turtlebot自带了kinect，并且可以使用depthimage_to_laserscan将深度信息转化为雷达信息，因此，如果添加雷达并不是必须的。我只是尝试增加雷达传感器来加深自己对机器人模型的理解。</p>
<p>1.保证你已经下载了必须的turtlebot包。</p>
<figure data-type="image" tabindex="1"><img src="https://MineIdea.github.io/post-images/1583733326591.jpg" alt="" loading="lazy"></figure>
<p>2.使用catkin_make确保已经编译，并source devel/setup.sh</p>
<p>如果编译出现问题，基本都是ros包未下载，根据错误安装对应的ros包。</p>
<pre><code>在bash中输入roslaunch turtlebot_gazebo turtlebot_world.launch
</code></pre>
<p><img src="https://MineIdea.github.io/post-images/1583733372465.jpg" alt="" loading="lazy"><img src="/home/lt/blog/turtlebot_laser/gazebo.jpg" alt="" loading="lazy"></p>
<p>可以打开gazebo并显示出turtlebot以及周围环境，如果有物品未加载</p>
<p>我在打开turtlebot_world的时候，红字报错提示nodelet failed，是因为turtlebot自带kinect，并默认启动depthimage_to_laserscan，因此要下载depthimage_to_laserscan在工作空间。</p>
<p>3.环境正常运行后，我们查看turtlebot_world.launch（如果不了解launch文件和xacro文件，去看一下介绍再继续进行）</p>
<p>这里对机器人进行加载的语句是</p>
<pre><code><include file="$(find turtlebot_gazebo)/launch/includes/$(arg base).launch.xml">
</code></pre>
<p>查看当前目录下的includes的kobuki.launch.xml，发现他使用变量3d_sensor指向了turtlebot/turtlebot_description/robots目录下的xacro文件。</p>
<p>因此，我们在该目录下创建机器人模型，命名为kobuki_hexagons_KinectHokuyo.urdf.xacro</p>
<pre><code><?xml version="1.0"?>
<!--
- Base : kobuki
- Stacks : hexagons
- 3d Sensor : kinect+hokuyo
-->
<robot name="turtlebot" xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro">
<xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/turtlebot_common_library.urdf.xacro" />
<xacro:include filename="$(find kobuki_description)/urdf/kobuki.urdf.xacro" />
<xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/stacks/hexagons.urdf.xacro"/>
<xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/sensors/kinect.urdf.xacro"/>
<xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/sensors/hokuyo.urdf.xacro"/>
<kobuki/>
<stack_hexagons parent="base_link"/>
<sensor_kinect parent="base_link"/>
<sensor_hokuyo parent="base_link"/>
</robot>
</code></pre>
<p>注意，我的改动是在kobuki_hexagons_Kinect.urdf.xacro的基础上增加了一个laser</p>
<pre><code> <xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/sensors/hokuyo.urdf.xacro"/>
</code></pre>
<p>之后，由于turtlebot并没有定义hokuyo，我们需要去路径turtlebot_description/urdf/sensors/下建立hokuyo.urdf.xacro urdf文件，配置位置信息。</p>
<pre><code><?xml version="1.0"?>
<!-- script_version=1.1 -->
<robot name="sensor_hokuyo" xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro">
<xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/turtlebot_gazebo.urdf.xacro"/>
<xacro:include filename="$(find turtlebot_description)/urdf/turtlebot_properties.urdf.xacro"/>
<!-- RPLidar 2D LIDAR -->
<xacro:macro name="sensor_hokuyo" params="parent">
<joint name="laser" type="fixed">
<origin xyz="0.10 0 0.435" rpy="0 0.0 0.0" />
<parent link="base_link" />
<child link="hokuyo_link" />
</joint>
<!-- Hokuyo Laser -->
<link name="hokuyo_link">
<collision>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
<geometry>
<box size="0.1 0.1 0.1"/>
</geometry>
</collision>
<visual>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
<geometry>
<mesh filename="package://turtlebot_description/meshes/sensors/hokuyo.dae"/>
</geometry>
</visual>
<inertial>
<mass value="1e-5" />
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/>
<inertia ixx="1e-6" ixy="0" ixz="0" iyy="1e-6" iyz="0" izz="1e-6" />
</inertial>
</link>
<!-- Set up laser gazebo details -->
<turtlebot_sim_2dsensor/>
</xacro:macro>
</robot>
</code></pre>
<p>代码中</p>
<pre><code><mesh filename="package://turtlebot_description/meshes/sensors/hokuyo.dae"/>
</code></pre>
<p>使用到了hokuyo.dae文件，这在我们预先下载的模型中可以找到。</p>
<pre><code>~/.gazebo/models/hokuyo/meshes/hokuyo.dae
</code></pre>
<p>将其复制到turtlebot_description/meshes/sensors/目录下。</p>
<p>4.在turtlebot_description/urdf/turtlebot_gazebo.urdf.xacro文件下添加配置laser在gazebo下的属性值插件配置，将以下代码插入文件中</p>
<pre><code><xacro:macro name="turtlebot_sim_2dsensor">
<gazebo reference="hokuyo_link">
<sensor type="ray" name="head_hokuyo_sensor">
<pose>0 0 0 0 0 0</pose>
<visualize>false</visualize>
<update_rate>40</update_rate>
<ray>
<scan>
<horizontal>
<samples>720</samples>
<resolution>1</resolution>
<min_angle>-1.570796</min_angle>
<max_angle>1.570796</max_angle>
</horizontal>
</scan>
<range>
<min>0.10</min>
<max>30.0</max>
<resolution>0.01</resolution>
</range>
<noise>
<type>gaussian</type>
<mean>0.0</mean>
<stddev>0.01</stddev>
</noise>
</ray>
<plugin name="gazebo_ros_head_hokuyo_controller" filename="libgazebo_ros_laser.so">
<topicName>/turtlebot/laser/scan</topicName>
<frameName>hokuyo_link</frameName>
</plugin>
</sensor>
</gazebo>
</xacro:macro>
</code></pre>
<p>topicName标签定义了laser信息发布节点为/turtlebot/laser/scan</p>
<p>5.配置完成，由于launch文件根据env定义的变量来加载模型，我们需要在~/.bashrc中添加</p>
<pre><code>export TURTLEBOT_3D_SENSOR=KinectHokuyo
</code></pre>
<p>将加载的模型指向我们增加的机器人文件</p>
<p>6.运行</p>
<pre><code> roslaunch turtlebot_gazebo turtlebot_world.launch
// 查看topic
rostopic list
</code></pre>
<p>可以看到/turtlebot/laser/scan已经发布</p>
<pre><code>roslaunch turtlebot_rviz_launchers view_navigation.launch
</code></pre>
<p>将global options的Fixed Frame从map改为其他</p>
<p>把LaserScan订阅的节点改为/turtlebot/laser/scan，可以看到由深度图形转换的雷达信息没有本身雷达得到的信息丰富，也算是对的起我们的一番折腾了。</p>
]]></content>
</entry>
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<title type="html"><![CDATA[剪绳子]]></title>
<id>https://MineIdea.github.io/post/cut_rope/</id>
<link href="https://MineIdea.github.io/post/cut_rope/">
</link>
<updated>2020-02-23T15:02:18.000Z</updated>
<content type="html"><![CDATA[<h2 id="题目描述">题目描述</h2>
<p>给你一根长度为n的绳子，请把绳子剪成整数长的m段（m、n都是整数，n>1并且m>1），每段绳子的长度记为k[0],k[1],...,k[m]。请问k[0]xk[1]x...xk[m]可能的最大乘积是多少？例如，当绳子的长度是8时，我们把它剪成长度分别为2、3、3的三段，此时得到的最大乘积是18。</p>
<h2 id="输入描述">输入描述:</h2>
<pre><code>输入一个数n，意义见题面。（2 <= n <= 60）
</code></pre>
<h2 id="输出描述">输出描述:</h2>
<pre><code>输出答案。
</code></pre>
<p>示例1</p>
<h2 id="输入">输入</h2>
<pre><code>8
</code></pre>
<h2 id="输出">输出</h2>
<pre><code>18
</code></pre>
<p>我看到题目的第一想法就是递归，首先考虑一下特殊情况，当n=1、2、3时，最大乘积分别为1,1,2<br>
n=4也是特殊情况，可以分成2*2，最大乘积为4。n>4时，将绳子分割一定大于本身长度，简单证明一下:</p>
<p class='katex-block'><span class="katex-display"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math><semantics><mrow><mn>2</mn><mo>∗</mo><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mo>)</mo><mo>−</mo><mi>n</mi><mo>=</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>4</mn><mo>></mo><mn>0</mn><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>></mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">2*(n-2) - n = n-4 > 0 (n>4)
</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height:0.64444em;vertical-align:0em;"></span><span class="mord">2</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222222222222222em;"></span><span class="mbin">∗</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222222222222222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1em;vertical-align:-0.25em;"></span><span class="mopen">(</span><span class="mord mathdefault">n</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222222222222222em;"></span><span class="mbin">−</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222222222222222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1em;vertical-align:-0.25em;"></span><span class="mord">2</span><span class="mclose">)</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222222222222222em;"></span><span class="mbin">−</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222222222222222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.43056em;vertical-align:0em;"></span><span class="mord mathdefault">n</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2777777777777778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2777777777777778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.66666em;vertical-align:-0.08333em;"></span><span class="mord mathdefault">n</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222222222222222em;"></span><span class="mbin">−</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2222222222222222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:0.68354em;vertical-align:-0.0391em;"></span><span class="mord">4</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2777777777777778em;"></span><span class="mrel">></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2777777777777778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1em;vertical-align:-0.25em;"></span><span class="mord">0</span><span class="mopen">(</span><span class="mord mathdefault">n</span><span class="mspace" style="margin-right:0.2777777777777778em;"></span><span class="mrel">></span><span class="mspace" style="margin-right:0.2777777777777778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height:1em;vertical-align:-0.25em;"></span><span class="mord">4</span><span class="mclose">)</span></span></span></span></span></p>
<p>因此n>4之后都需要将绳子分成若干个2和3的长度，只需要比较是2 * cutRope(n-2)大，还是3 * cutRope(n-3)大。</p>
<p>但要注意一点，我们在绳子长度大于3时，要阻止程序对绳子长度为2、3进行进一步分割，使用Math.max就可以让绳子在长度为2、3时停止分割。</p>
<pre><code class="language-java">import java.lang.Math;
public class Solution {
public int cutRope(int target) {
if (target < 4) {
return target - 1;
}
return Math.max(2*Math.max(target-2,cutRope(target-2)),
3*Math.max(target-3,cutRope(target-3)));
}
}
</code></pre>
]]></content>
</entry>
</feed>