又和大家见面了！今天跟大家聊聊Webots是如何跟ROS联合仿真的，话不多说，直接进入正题~
1.开餐前的准备
关于仿真环境和机器人咱就不再重复建模了，还用上次的小车，具体参见文章《Webots建模指南2 – 机器人建模》，只不过在它的基础上又加了一个激光雷达。
哦！瞧瞧这绿的让人发慌的车轮子，瞧瞧这可怜的Kinect，为了给激光雷达留位置只能悬空在那儿~ 怎么能就这么几个箱子呢，忍不了，必须给他多加几个！
完事儿以后，我们在controller节点选择ros控制器，保存备用。 ros控制器是官方自带的标准控制，可以在任何一个机器人中使用，并且将Webots中的所有功能封装成了服务或主题，以便将这些信息传递给其他ROS节点，它的作用相当于Gazebo仿真时的gazebo_ros_control插件。它是被预编译过的控制器，通常情况下能满足我们大多数需求，只有在特殊需求下我们才会去使用自定义的ros控制器，这个问题以后再讨论。 再说回标准的ROS控制器，它在ROS通信网络上声明的服务或话题如以下格式：[robot_unique_name]/[device_name]/[service/topic_name]
robot_unique_name：是为了避免同一机器人在不同实例之间产生冲突，同一种机器人的多机协作时显得至关重要！device_name：对应设备的名称；service/topic_name：对应已经定义好的service/topic名称，即各种操作所对应的名称；
此外，ROS控制器还有一个特别关键的参数，Webots的模型树下，机器人的controllerArgs节点的值需要根据情况配置一个值，这个值的格式为：--name=<robot_unique_name>，即预定义robot_unique_name这个参数，以用于service/topic的命名空间设置，这将直接影响我们是否能够实现ros节点与Webots控制器的成功通信。
2.餐前开胃菜（如何实现通信）
关于通信的实现，实际上有两种方案：①根据对应语言的API函数编写控制器，控制器调用ros库，进而将数据封装成话题/服务发到ros通信网络上，这相当于自定义ros控制器；②使用官方已经封装好的服务/话题； 方案①是我比较喜欢的，这个过程更接近实际机器人产品的开发，当然，操作也更麻烦；方案②当然是简单咯，但更受约束~ 既然官方已经帮我们搞定了Webots的通信过程，那接下来我们就看看怎样在ROS中去操作机器人吧！ 官方实际上已经给出了一个功能包webots_ros，该功能包在本地的$WEBOTS_HOME/projects/languages/ros/目录下。当然，还有第三种方法： sudo apt-get install ros-melodic-webots-ros*
不过我个人喜欢第一种方案，直接将官方的git包clone到工作空间。
接下来，我们分析一下webots_ros功能包的结构：
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├── CMakeLists.txt
├── launch
│ ├── catch_the_bird.launch
│ ├── complete_test.launch
│ ├── e_puck_line.launch
│ ├── keyboard_teleop.launch
│ ├── panoramic_view_recorder.launch
│ ├── pioneer3at.launch
│ ├── robot_information_parser.launch
│ └── webots.launch
├── msg
│ ├── BoolStamped.msg
│ ├── Float64Stamped.msg
│ ├── Int32Stamped.msg
│ ├── Int8Stamped.msg
│ ├── RadarTarget.msg
│ ├── RecognitionObject.msg
│ └── StringStamped.msg
├── package.xml
├── README.md
├── src
│ ├── catch_the_bird.cpp
│ ├── complete_test.cpp
│ ├── e_puck_line.cpp
│ ├── keyboard_teleop.cpp
│ ├── panoramic_view_recorder.cpp
│ ├── pioneer3at.cpp
│ ├── pr2_beer.cpp
│ ├── robot_information_parser.cpp
│ └── webots_launcher.py
└── srv
├── automobile_get_dimensions.srv
├── camera_get_focus_info.srv
├── camera_get_info.srv
├── camera_get_zoom_info.srv
├── display_draw_line.srv
├── skin_set_bone_position.srv
├── speaker_is_sound_playing.srv
├── ...
└── ...
4 directories, 128 files
可以看到，跟普通的ros功能包也没什么大区别，我们的关注点主要在launch和src文件夹，另外两个文件夹存放的一些定义好的服务和消息文件，我们通过API文档查询即可。 src文件夹中，有几个例程文件，可以通过launch文件夹中的几个*.launch文件启动，但启动前要注意：需要将src下webots_launcher.py程序的执行权限设置为允许作为程序执行文件。如果环境变量没有问题，那么在终端键入webots可以直接启动Webots软件，它的启动逻辑是这样的：webots_launcher.py通过运行终端命令来启动和加载Webots及其仿真环境，而webots_launcher.py是功能包的一部分，因此可以被*.launch文件所启动，最终实现通过*.launch间接启动Webots的目的。
抛开几个例程不看，我们把关注点放在robot_information_parser.cpp和complete_test.cpp上，前者给我们提供了一个很好的程序模板，后面我们也将使用这套模板来实现自己的机器人在Webots中的控制；而后者是一个测试文档，为什么我要提它？因为它基本囊括了Webots控制函数在ros中的实现方法，如果看不懂API参考文档中的ros接口的使用时，我们可以在这里找到想要的答案！
3.控制逻辑是怎样的？
还记得之前的文章中是怎样实现机器人的驱动的吗？我们来一起回顾一下：
# 导入需要的库
from controller import Robot, Motor, DistanceSensor
# 实例化机器人
robot = Robot()
# 获取基本仿真步长
timestep = int(robot.getBasicTimeStep())
# 绑定执行器及传感器设备
# motor = robot.getMotor('motorname')
# ds = robot.getDistanceSensor('dsname')
# 使能传感器设备
# ds.enable(timestep)
# Main loop:
while robot.step(timestep) != -1:
# 控制过程
# ds.getValue()
这套逻辑虽然简单，但大多数的机器人控制程序都是这样子（包括实际机器人），祥哥个人的理解，实例化机器人、绑定执行器及传感器设备，还有使能传感器设备等操作，实际上可以概况为很多机器人产品的ros功能包中的robot_driver部分。 写ros-webots控制程序时，逻辑也是这样子的，只不过是多了些节点的订阅与发布，把直接调用的函数变成了服务的调用与话题的订阅。
至此，我们已经捋清了整个过程，篇幅有限，我们下次再来一起实现这个联合过程！ 读万卷书也要行万里路，我是罗伯特祥，下次见！
参考文献：
