Gazebo Classic은 객체 회피 및 컴퓨터 비전 테스트에 특히 적합한 자율 로봇을 위한 강력한 3D 시뮬레이션 환경입니다. 이 페이지에서는 SITL 및 단일 차량에서의 사용에 대해 설명합니다. Gazebo Classic은 HITL 및 다중 차량 시뮬레이션 에도 사용할 수 있습니다 .
지원 차량: 쿼드( Iris , Hex(Typhoon H480), 일반 표준 VTOL(QuadPlane) , Tailsitter, 비행기, 로버, 잠수함/UUV.
설치
Gazebo Classic 9 또는 11 설정은 Linux, macOS 및 Windows용 [표준 빌드 지침}(../dev_setup/dev_env.md)에 포함되어 있습니다. 추가 설치 지침은 gazebosim.org 에서 찾을 수 있습니다.
시뮬레이션 실행
cd /path/to/PX4-Autopilot
make px4_sitl gazebo-classic지원되는 차량과 make명령은 아래에 나열되어 있습니다
Vehicle
Command
make px4_sitl gazebo-classic
make px4_sitl gazebo-classic_iris_opt_flow
Quadrotor with Depth Camera (forward-facing)
make px4_sitl gazebo-classic_iris_depth_camera
Quadrotor with Depth Camera (downward-facing)
make px4_sitl gazebo-classic_iris_downward_depth_camera
make px4_sitl gazebo-classic_solo
Typhoon H480 (Hexrotor) (with video streaming)
make px4_sitl gazebo-classic_typhoon_h480
make px4_sitl gazebo-classic_plane
Standard Plane (with catapult launch)
make px4_sitl gazebo-classic_plane_catapult
make px4_sitl gazebo-classic_standard_vtol
make px4_sitl gazebo-classic_tailsitter
make px4_sitl gazebo-classic_rover
make px4_sitl gazebo-classic_r1_rover
HippoCampus TUHH (UUV: Unmanned Underwater Vehicle)
make px4_sitl gazebo-classic_uuv_hippocampus
Boat (USV: Unmanned Surface Vehicle)
make px4_sitl gazebo-classic_boat
make px4_sitl gazebo-classic_cloudship
SITL 실행
PX4가 시작되면 아래와 같이 PX4 쉘이 시작됩니다.
______ __ __ ___
| ___ \ \ \ / / / |
| |_/ / \ V / / /| |
| __/ / \ / /_| |
| | / /^\ \ \___ |
\_| \/ \/ |_/
px4 starting.
INFO [px4] Calling startup script: /bin/sh etc/init.d-posix/rcS 0
INFO [param] selected parameter default file eeprom/parameters_10016
[param] Loaded: eeprom/parameters_10016
INFO [dataman] Unknown restart, data manager file './dataman' size is 11798680 bytes
INFO [simulator] Waiting for simulator to connect on TCP port 4560
Gazebo multi-robot simulator, version 9.0.0
Copyright (C) 2012 Open Source Robotics Foundation.
Released under the Apache 2 License.
http://gazebosim.org
...
INFO [ecl/EKF] 5188000: commencing GPS fusion콘솔은 PX4가 기체별 초기화 및 매개변수 파일을 로드하고 시뮬레이터를 기다리는(및 연결하는) 상태를 표시합니다. [ecl/EKF] commencing GPS fusion라는 INFO 인쇄가 나오면 차량은 무장 준비가 된 것입니다.
메모
쿼드로터 모델을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하면 상황에 맞는 메뉴에서 팔로우 모드를 활성화할 수 있어 계속해서 볼 수 있어 편리합니다.
가제보 클래식 UI
다음을 입력하여 공중으로 이륙할 수 있습니다.
pxh> commander takeoff사용법/구성 옵션
센서/하드웨어 오류 시뮬레이션
안전 장치 시뮬레이션에서는 GPS 오류 및 배터리 소모와 같은 안전 장치를 작동하는 방법을 설명합니다.
헤드리스 모드
Gazebo Classic은 Gazebo Classic UI가 실행되지 않는 헤드리스 모드 에서 실행될 수 있습니다 . 이는 더 빠르게 시작되고 더 적은 시스템 리소스를 사용합니다(즉, 시뮬레이션을 실행하는 데 더 “가벼운” 방법입니다).
다음과 같이 일반 make명령 앞에 다음을 추가하면 됩니다.HEADLESS=1
HEADLESS=1 make px4_sitl gazebo-classic_plane사용자 정의 이륙 위치 설정
Gazebo Classic의 이륙 위치는 환경 변수를 사용하여 설정할 수 있습니다. 이는 기본 이륙 위치와 세계에 설정된 모든 값을 모두 재정의합니다 .
설정할 변수는 PX4_HOME_ALT, PX4_HOME_LAT, PX4_HOME_LON및 입니다.
예를 들어:
export PX4_HOME_LAT=28.452386
export PX4_HOME_LON=-13.867138
export PX4_HOME_ALT=28.5
make px4_sitl gazebo-classic시뮬레이션 속도 변경
PX4_SIM_SPEED_FACTOR환경 변수를 이용하여 실시간 대비 시뮬레이션 속도를 높이거나 낮출 수 있습니다.
export PX4_SIM_SPEED_FACTOR=2
make px4_sitl_default gazebo-classic자세한 내용은 시뮬레이션 > 실시간보다 빠르게 시뮬레이션 실행을 참조하십시오 .
풍속 변경
풍속을 시뮬레이션하려면 wind_plugin 플러그인을 월드 파일에 추가하고 m/s 단위로 설정하세요( SET_YOUR_WIND_SPEED). 필요한 경우 windVelocityMax,windVelocityMean매개변수를 조정 합니다.
<plugin name='wind_plugin' filename='libgazebo_wind_plugin.so'>
<frameId>base_link</frameId>
<robotNamespace/>
<windVelocityMean>SET_YOUR_WIND_SPEED</windVelocityMean>
<windVelocityMax>20.0</windVelocityMax>
<windVelocityVariance>0</windVelocityVariance>
<windDirectionMean>0 1 0</windDirectionMean>
<windDirectionVariance>0</windDirectionVariance>
<windGustStart>0</windGustStart>
<windGustDuration>0</windGustDuration>
<windGustVelocityMean>0</windGustVelocityMean>
<windGustVelocityMax>20.0</windGustVelocityMax>
<windGustVelocityVariance>0</windGustVelocityVariance>
<windGustDirectionMean>1 0 0</windGustDirectionMean>
<windGustDirectionVariance>0</windGustDirectionVariance>
<windPubTopic>world_wind</windPubTopic>
</plugin>PX4/PX4-SITL_gazebo-classic/worlds/windy.world 에서 이것이 어떻게 수행되는지 확인할 수 있습니다.
조이스틱 사용
조이스틱 지원은 QGroundControl을 통해 지원됩니다 ( 여기서 설정 지침 참조 ).
GPS 노이즈 시뮬레이션
Gazebo Classic은 실제 시스템에서 일반적으로 발견되는 것과 유사한 GPS 잡음을 시뮬레이션할 수 있습니다(그렇지 않으면 보고된 GPS 값은 잡음이 없고 완벽합니다). 이는 GPS 잡음의 영향을 받을 수 있는 애플리케이션(예: 정밀 위치 지정)을 작업할 때 유용합니다.
gpsNoise대상 차량의 SDF 파일에 요소 값이 포함되어 있는 경우(즉, 라인이 있음 ) GPS 노이즈가 활성화됩니다 <gpsNoise>true</gpsNoise>. 이는 많은 차량 SDF 파일( solo.sdf , iris.sdf , Standard_vtol.sdf , delta_wing.sdf , plane.sdf , typhoon_h480 , tailsitter.sdf )에서 기본적으로 활성화되어 있습니다 .
GPS 소음을 활성화/비활성화하려면:
- SDF 파일을 생성하려면 모든 차량에 대해 전망대 타겟을 빌드하세요. 예를 들어:Copy
make px4_sitl gazebo-classic_iris - 대상 차량에 대한 SDF 파일을 엽니다(예: ./Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic/models/iris/iris.sdf ).
gpsNoise요소 검색 :Copy<plugin name='gps_plugin' filename='libgazebo_gps_plugin.so'> <robotNamespace/> <gpsNoise>true</gpsNoise> </plugin>- 존재하는 경우 GPS가 활성화된 것입니다. 다음 줄을 삭제하여 비활성화할 수 있습니다.
<gpsNoise>true</gpsNoise> - 존재하지 않으면 GPS가 비활성화됩니다. 위에 표시된 대로
gps_plugin섹션gpsNoise에 요소를 추가하여 활성화할 수 있습니다.
- 존재하는 경우 GPS가 활성화된 것입니다. 다음 줄을 삭제하여 비활성화할 수 있습니다.
다음에 Gazebo Classic을 빌드/다시 시작하면 새로운 GPS 노이즈 설정이 사용됩니다.
특정 세계 로드
PX4 는 PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic/worlds 에 저장된 여러 Worlds를 지원합니다. 기본적으로 Gazebo Classic은 empty.world 에 정의된 대로 특징 없는 평평한 평면을 표시합니다.
PX4 구성 대상에서 최종 옵션으로 지정하여 세계를 로드할 수 있습니다.
예를 들어, Warehouse world를 로드하려면 다음과 같이 추가하면 됩니다.
make px4_sitl_default gazebo-classic_plane_cam__warehouse시뮬레이션된 깊이(Depth) 카메라
Gazebo Classic 깊이 카메라 모델 Openni Kinect 플러그인을 사용하여 Intel® RealSense™ D455 스테레오 심도 카메라를 시뮬레이션합니다.
/camera/depth/image_raw이는 각각 및 ROS 주제 에 대한 깊이 이미지와 카메라 정보를 게시합니다 /camera/depth/camera_info.
이러한 이미지를 사용하려면 ROS 또는 ROS 2를 설치해야 합니다. ROS 및 Gazebo를 설치할 때 “설치 충돌을 방지”하는 방법에 대한 이 페이지 상단의 경고를 참고하세요.
전방을 향한 깊이 카메라를 사용하여 쿼드로터를 시뮬레이션할 수 있습니다.
make px4_sitl gazebo-classic_iris_depth_camera또는 아래쪽을 향하는 깊이 카메라가 있는 쿼드로터:
make px4_sitl gazebo-classic_iris_downward_depth_camera비디오 스트리밍
Gazebo Classic용 PX4 SITL은 시뮬레이션된 차량 모델에 부착된 카메라 센서에서 UDP 비디오 스트리밍을 지원합니다. 스트리밍이 활성화되면 QGroundControl (UDP 포트 5600)에서 이 스트림에 연결하고 실제 카메라에서와 마찬가지로 시뮬레이션된 차량에서 Gazebo Classic 환경의 비디오를 볼 수 있습니다. 비디오는 gstreamer 파이프라인을 사용하여 스트리밍되며 Gazebo Classic UI의 버튼을 사용하여 활성화/비활성화할 수 있습니다.
전제조건
비디오 스트리밍에는 Gstreamer 1.0 이 필요합니다. Gazebo Classic을 설정할 때 필수 종속성이 이미 설치되어 있어야 합니다 (macOS 및 Ubuntu Linux용 표준 PX4 설치 스크립트/지침에 포함되어 있음).
메모
참고로 종속성에는
gstreamer1.0-plugins-base,gstreamer1.0-plugins-good,gstreamer1.0-plugins-bad,gstreamer1.0-plugins-ugly, 가 포함됩니다libgstreamer-plugins-base1.0-dev.
비디오 스트리밍 시작/중지
대상 차량에서 지원하면 비디오 스트리밍이 자동으로 시작됩니다. 예를 들어 Typhoon H480에서 비디오 스트리밍을 시작하려면:
make px4_sitl gazebo-classic_typhoon_h480Gazebo UI 비디오 ON/OFF 버튼을 사용하여 스트리밍을 일시 중지/다시 시작할 수 있습니다.
비디오 ON/OFF 버튼
Gazebo 비디오를 보는 방법
SITL/Gazebo Classic 카메라 비디오 스트림을 보는 가장 쉬운 방법은 QGroundControl 을 사용하는 것입니다 . 애플리케이션 설정 > 일반을 열고 비디오 소스를 UDP h.264 비디오 스트림 으로 설정 하고 UDP 포트를 5600 으로 설정하기만 하면 됩니다.
Gazebo에 대한 QGC 비디오 스트리밍 설정
그러면 Gazebo Classic의 비디오가 실제 카메라에서와 마찬가지로 QGroundControl 에 표시되어야 합니다.
QGC 비디오 스트리밍 가제보 예시
메모
Gstreamer Pipeline을 이용하여 영상을 시청하는 것도 가능합니다 . 다음 터미널 명령을 입력하기만 하면 됩니다.
gst-launch-1.0 -v udpsrc port=5600 caps='application/x-rtp, media=(string)video, clock-rate=(int)90000, encoding-name=(string)H264' \
! rtph264depay ! avdec_h264 ! videoconvert ! autovideosink fps-update-interval=1000 sync=false자세한 로깅
모델에 문제가 있으면 SITL은 자동으로 실패합니다. 다음과 같이 VERBOSE_SIM를 사용하여 보다 자세한 로깅을 활성화할 수 있습니다.
export VERBOSE_SIM=1
make px4_sitl gazebo-classic또는
VERBOSE_SIM=1 make px4_sitl gazebo-classic
