在ROS Kinetic和Gazebo 8中使用智慧汽車模擬演示

智慧車無人駕駛技術是目前人工智慧和機器人技術的研究熱點，有許多開源平臺可以使我們。本文分享一下目前ROS官網最新推薦的一款開源汽車模擬模擬。使用的平臺為Ubuntu 16.04 + ROS Kinetic + Gazebo 8。同時需要具備Docker和nvidia-docker的基礎。

Gazebo：

RVIZ：

1. Docker安裝

2. nvidia-docker安裝

請參考文末附錄。如果出現如下錯誤，請按附錄內容進行修正：

[html] view plaincopyprint?

1. $ nvidia-docker run -ti --rm nvidia/cuda  
2. nvidia-docker | 2017/07/06 13:13:17 Error: unsupported CUDA version: driver 6.5 < image 8.0.61  

3. 配置和使用ROS/Gazebo中的Prius示例

$ ./build_demo.bash

----

[html] view plaincopyprint?

1. [email protected]:~/Rob_Soft/car_demo-master$ ./build_demo.bash  
2. [sudo] password for relaybot:   
3. Sending build context to Docker daemon  58.96MB  
4. Step 1/12 : FROM osrf/ros:kinetic-desktop  
5.  ---> fe1c52012515  
6. Step 2/12 : LABEL com.nvidia.volumes.needed "nvidia_driver"  
7.  ---> Using cache  
8.  ---> c0a552983f0f  
9. Step 3/12 : ENV PATH /usr/local/nvidia/bin:${PATH}  
10.  ---> Using cache  
11.  ---> b4336a6fcd17  
12. Step 4/12 : ENV LD_LIBRARY_PATH /usr/local/nvidia/lib:/usr/local/nvidia/lib64:${LD_LIBRARY_PATH}  
13.  ---> Using cache  
14.  ---> d9f0873b5c72  
15. Step 5/12 : RUN apt-get update  && apt-get install -y     wget     lsb-release     sudo     mesa-utils  && apt-get clean  
16.  ---> Using cache  
17.  ---> d1d2e996eae1  
18. Step 6/12 : RUN echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list  && wget http://packages.osrfoundation.org/gazebo.key -O - | apt-key add -  && apt-get update  && apt-get install -y     gazebo8     ros-kinetic-gazebo8-ros-pkgs     ros-kinetic-fake-localization     ros-kinetic-joy  && apt-get clean  
19.  ---> Using cache  
20.  ---> 62e82befdf92  
21. Step 7/12 : RUN mkdir -p /tmp/workspace/src  
22.  ---> Using cache  
23.  ---> 3344777de771  
24. Step 8/12 : COPY prius_description /tmp/workspace/src/prius_description  
25.  ---> Using cache  
26.  ---> d6c8c42918c2  
27. Step 9/12 : COPY prius_msgs /tmp/workspace/src/prius_msgs  
28.  ---> Using cache  
29.  ---> ce2281718303  
30. Step 10/12 : COPY car_demo /tmp/workspace/src/car_demo  
31.  ---> Using cache  
32.  ---> ca825da11474  
33. Step 11/12 : RUN /bin/bash -c 'cd /tmp/workspace  && source /opt/ros/kinetic/setup.bash  && catkin_make'  
34.  ---> Using cache  
35.  ---> a78d42ed877a  
36. Step 12/12 : CMD /bin/bash -c source /opt/ros/kinetic/setup.bash && source /tmp/workspace/devel/setup.bash && roslaunch car_demo demo.launch  
37.  ---> Using cache  
38.  ---> 20890ac15cee  
39. Successfully built 20890ac15cee  
40. Successfully tagged osrf/car_demo:latest  
41. [email protected]:~/Rob_Soft/car_demo-master$   

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$ ./run_demo.bash

[html] view plaincopyprint?

1. $ ./run_demo.bash   
2. CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES  
3. ... logging to /root/.ros/log/31d9adfa-620b-11e7-a113-0242ac110002/roslaunch-a0950e425e8e-82.log  
4. Checking log directory for disk usage. This may take awhile.  
5. Press Ctrl-C to interrupt  
6. Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.  
7. started roslaunch server http://a0950e425e8e:37129/  
8. SUMMARY  
9. ========  
10. PARAMETERS  
11.  * /joy_node0/dev: /dev/input/js0  
12.  * /joy_node1/dev: /dev/input/js1  
13.  * /robot_description: <?xml version="1....  
14.  * /rosdistro: kinetic  
15.  * /rosversion: 1.12.7  
16.  * /use_sim_time: True  
17. NODES  
18.   /  
19.     fake_localization (fake_localization/fake_localization)  
20.     gazebo (gazebo_ros/gzserver)  
21.     gazebo_gui (gazebo_ros/gzclient)  
22.     joy_node0 (joy/joy_node)  
23.     joy_node1 (joy/joy_node)  
24.     joystick_translator (car_demo/joystick_translator)  
25.     robot_state_publisher (robot_state_publisher/robot_state_publisher)  
26.     rviz (rviz/rviz)  
27.     spawn_urdf (gazebo_ros/spawn_model)  
28.     very_inaccurate_odom (tf2_ros/static_transform_publisher)  
29. auto-starting new master  
30. process[master]: started with pid [93]  
31. ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311  
32. setting /run_id to 31d9adfa-620b-11e7-a113-0242ac110002  
33. process[rosout-1]: started with pid [106]  
34. started core service [/rosout]  
35. process[gazebo-2]: started with pid [109]  
36. process[gazebo_gui-3]: started with pid [113]  
37. process[robot_state_publisher-4]: started with pid [142]  
38. process[fake_localization-5]: started with pid [195]  
39. process[very_inaccurate_odom-6]: started with pid [196]  
40. process[joystick_translator-7]: started with pid [255]  
41. process[joy_node0-8]: started with pid [299]  
42. process[joy_node1-9]: started with pid [300]  
43. Gazebo multi-robot simulator, version 8.1.1  
44. Copyright (C) 2012 Open Source Robotics Foundation.  
45. Released under the Apache 2 License.  
46. http://gazebosim.org  
47. process[spawn_urdf-10]: started with pid [328]  
48. process[rviz-11]: started with pid [356]  
49. [ INFO] [1499318590.218434440]: Finished loading Gazebo ROS API Plugin.  
50. [Msg] Waiting for master.  
51. [ INFO] [1499318590.220829714]: waitForService: Service [/gazebo/set_physics_properties] has not been advertised, waiting...  
52. [Msg] Connected to gazebo master @ http://127.0.0.1:11345  
53. [Msg] Publicized address: 172.17.0.2  
54. [Wrn] [ColladaLoader.cc:1804] Triangle input semantic: 'TEXCOORD' is currently not supported  
55. [Wrn] [ColladaLoader.cc:1804] Triangle input semantic: 'TEXCOORD' is currently not supported  
56. [Wrn] [ColladaLoader.cc:1804] Triangle input semantic: 'TEXCOORD' is currently not supported  
57. [Wrn] [ColladaLoader.cc:1804] Triangle input semantic: 'TEXCOORD' is currently not supported  
58. [Wrn] [ColladaLoader.cc:1804] Triangle input semantic: 'TEXCOORD' is currently not supported  
59. [spawn_urdf-10] process has finished cleanly  
60. log file: /root/.ros/log/31d9adfa-620b-11e7-a113-0242ac110002/spawn_urdf-10*.log  
61. [ INFO] [1499318597.020363774, 1341.708000000]: Camera Plugin: Using the 'robotNamespace' param: '/'  
62. [ INFO] [1499318597.029090560, 1341.708000000]: Camera Plugin (ns = /)  <tf_prefix_>, set to ""  
63. [ WARN] [1499318597.051198614, 1341.708000000]: Range plugin missing <radiation>, defaults to ultrasound  
64. [ WARN] [1499318597.051501949, 1341.708000000]: Range plugin missing <fov>, defaults to 0.05  
65. [ INFO] [1499318597.051634287, 1341.708000000]: Range plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
66. [ INFO] [1499318597.051772773, 1341.708000000]: Range plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
67. [ WARN] [1499318597.071652157, 1341.708000000]: Range plugin missing <radiation>, defaults to ultrasound  
68. [ WARN] [1499318597.071737149, 1341.708000000]: Range plugin missing <fov>, defaults to 0.05  
69. [ INFO] [1499318597.071765174, 1341.708000000]: Range plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
70. [ INFO] [1499318597.071788477, 1341.708000000]: Range plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
71. [ WARN] [1499318597.074830942, 1341.708000000]: Range plugin missing <radiation>, defaults to ultrasound  
72. [ WARN] [1499318597.075126204, 1341.708000000]: Range plugin missing <fov>, defaults to 0.05  
73. [ INFO] [1499318597.075418562, 1341.708000000]: Range plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
74. [ INFO] [1499318597.075720639, 1341.708000000]: Range plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
75. [ WARN] [1499318597.089499716, 1341.708000000]: Range plugin missing <radiation>, defaults to ultrasound  
76. [ WARN] [1499318597.090064739, 1341.708000000]: Range plugin missing <fov>, defaults to 0.05  
77. [ INFO] [1499318597.090382446, 1341.708000000]: Range plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
78. [ INFO] [1499318597.090626321, 1341.708000000]: Range plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
79. [ INFO] [1499318603.934692266, 1341.708000000]: Block laser plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
80. [ INFO] [1499318603.934773061, 1341.708000000]: Block laser plugin missing <hokuyoMinIntensity>, defaults to 101  
81. [ INFO] [1499318603.934847668, 1341.708000000]: Block laser plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
82. [ INFO] [1499318604.031684097, 1341.708000000]: Camera Plugin: Using the 'robotNamespace' param: '/'  
83. [ WARN] [1499318604.036142916, 1341.708000000]: Range plugin missing <radiation>, defaults to ultrasound  
84. [ WARN] [1499318604.036419387, 1341.708000000]: Range plugin missing <fov>, defaults to 0.05  
85. [ INFO] [1499318604.036500172, 1341.708000000]: Range plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
86. [ INFO] [1499318604.036576326, 1341.708000000]: Range plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
87. [ INFO] [1499318604.048912318, 1341.708000000]: Camera Plugin (ns = /)  <tf_prefix_>, set to ""  
88. [ INFO] [1499318604.601344650, 1341.708000000]: Laser Plugin: Using the 'robotNamespace' param: '/'  
89. [ INFO] [1499318604.602166296, 1341.708000000]: Starting Laser Plugin (ns = /)!  
90. [ INFO] [1499318604.609125255, 1341.708000000]: Laser Plugin (ns = /)  <tf_prefix_>, set to ""  
91. [ WARN] [1499318604.622696602, 1341.708000000]: Range plugin missing <radiation>, defaults to ultrasound  
92. [ WARN] [1499318604.622786468, 1341.708000000]: Range plugin missing <fov>, defaults to 0.05  
93. [ INFO] [1499318604.622838959, 1341.708000000]: Range plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
94. [ INFO] [1499318604.622875155, 1341.708000000]: Range plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
95. [ WARN] [1499318604.675410176, 1341.708000000]: Range plugin missing <radiation>, defaults to ultrasound  
96. [ WARN] [1499318604.675486412, 1341.708000000]: Range plugin missing <fov>, defaults to 0.05  
97. [ INFO] [1499318604.675527058, 1341.708000000]: Range plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
98. [ INFO] [1499318604.675556004, 1341.708000000]: Range plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
99. [ INFO] [1499318605.145527632, 1341.708000000]: Laser Plugin: Using the 'robotNamespace' param: '/'  
100. [ INFO] [1499318605.145614241, 1341.708000000]: Starting Laser Plugin (ns = /)!  
101. [ INFO] [1499318605.154089749, 1341.708000000]: Laser Plugin (ns = /)  <tf_prefix_>, set to ""  
102. [ WARN] [1499318605.158758063, 1341.708000000]: Range plugin missing <radiation>, defaults to ultrasound  
103. [ WARN] [1499318605.158840499, 1341.708000000]: Range plugin missing <fov>, defaults to 0.05  
104. [ INFO] [1499318605.158877742, 1341.708000000]: Range plugin missing <gaussianNoise>, defaults to 0.0  
105. [ INFO] [1499318605.158909882, 1341.708000000]: Range plugin missing <updateRate>, defaults to 0  
106. [ INFO] [1499318605.244331364, 1341.708000000]: Camera Plugin: Using the 'robotNamespace' param: '/'  
107. [ INFO] [1499318605.260901986, 1341.708000000]: Camera Plugin: Using the 'robotNamespace' param: '/'  
108. [ INFO] [1499318605.268178012, 1341.708000000]: Camera Plugin (ns = /)  <tf_prefix_>, set to ""  
109. [ INFO] [1499318605.295667008, 1341.708000000]: Camera Plugin (ns = /)  <tf_prefix_>, set to ""  
110. [Wrn] [PriusHybridPlugin.cc:361] PriusHybridPlugin loading params  
111. [ INFO] [1499318605.487444516, 1341.708000000]: GazeboRosJointStatePublisher is going to publish joint: rear_right_wheel_joint  
112. [ INFO] [1499318605.487560947, 1341.708000000]: GazeboRosJointStatePublisher is going to publish joint: rear_left_wheel_joint  
113. [ INFO] [1499318605.487821573, 1341.708000000]: GazeboRosJointStatePublisher is going to publish joint: front_right_wheel_joint  
114. [ INFO] [1499318605.487860817, 1341.708000000]: GazeboRosJointStatePublisher is going to publish joint: front_left_wheel_joint  
115. [ INFO] [1499318605.487897223, 1341.708000000]: GazeboRosJointStatePublisher is going to publish joint: front_right_steer_joint  
116. [ INFO] [1499318605.487938402, 1341.708000000]: GazeboRosJointStatePublisher is going to publish joint: front_left_steer_joint  
117. [ INFO] [1499318605.487983362, 1341.708000000]: GazeboRosJointStatePublisher is going to publish joint: steering_joint  
118. [ INFO] [1499318605.488209156, 1341.708000000]: Starting GazeboRosJointStatePublisher Plugin (ns = //)!, parent name: prius  
119. [ INFO] [1499318605.694392977, 1341.729000000]: waitForService: Service [/gazebo/set_physics_properties] is now available.  
120. [ INFO] [1499318605.875331513, 1341.751000000]: Physics dynamic reconfigure ready.  
121. [Wrn] [Publisher.cc:141] Queue limit reached for topic /gazebo/default/pose/local/info, deleting message. This warning is printed only once.  

----

----詳細過程如下----

ROS / GAZEBO中的Prius演示

這是使用ROS kinetic釋出的感測器資料的 gazebo 8中的Prius的模擬。 通過釋出ROS訊息來控制汽車的節氣門，制動器，轉向和換檔。ROS節點允許使用遊戲手柄或操縱桿進行駕駛。

要求（基本）

該演示已經在Ubuntu Xenial（16.04）

推薦（選配）

• 一個操縱桿
• 建立到/dev/input/js0或的連結的操縱桿驅動程式/dev/input/js1

編譯

首先克隆repo，然後執行指令碼build_demo.bash。它使用本地原始碼構建了一個docker映像。

$ cd car_demo
$ ./build_demo.bash

執行

將遊戲控制器連線到您的電腦。使用指令碼run_demo.bash執行演示。

$ ./run_demo.bash

一個RVIZ視窗將開啟，顯示汽車和感測器輸出。將出現一個Gazebo視窗，顯示模擬。使用控制器驅動世界各地的prius，或者點選Gazebo視窗並使用WASD鑰匙來駕駛汽車。

如果使用Logitech F710控制器：

• 確保MODE狀態指示燈熄滅
• 將swtich設定為XInput模式
• 右側杆控制油門和制動器
• 左鍵控制轉向
• Y把車放進DRIVE
• A把車放進REVERSE
• B把車放到中性

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先看效果：

Gazebo：

參考網址：

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智慧汽車模擬演示

由Tully Foote於2017年6月30日上午10:30編輯

我們很高興用ROS Kinetic和Gazebo 8展示Mcity的Prius模擬。ROS使用現有的軟體和庫可以更快地開發模擬。車輛的節氣門，制動器，轉向和變速器通過釋出到ROS主題進行控制。所有感測器資料都是使用ROS釋出的，可以使用RViz進行視覺化。

我們利用Gazebo 8的功能來整合現有的模型和感測器。模擬世界（環境）包含了一個新型的Mcity和交匯高速公路。還有來自Gazebo模型庫的模型，包括垃圾箱，交通錐和加油站。在車輛本身上，屋頂上有一個16束鐳射雷達，8個超聲波感測器，4個攝像頭和2個平面鐳射雷達。

模擬模擬是開源的，可以在osit / osdf / car_demo上的GitHub上獲得。通過安裝nvidia-docker並從Docker Hub拉出“osrf / car_demo”來嘗試。有關構建和執行的更多資訊，請參閱源儲存庫中的README。

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NVIDIA Docker

該儲存庫包括構建和執行NVIDIA Docker映像的實用程式。

CUDA如何與Docker整合的示例

文件

快速開始

假設NVIDIA驅動程式和Docker已正確安裝（請參閱安裝）

Ubuntu發行版

＃安裝nvidia-docker和nvidia-docker-plugin 
wget -P / tmp https://github.com/NVIDIA/nvidia-docker/releases/download/v1.0.1/nvidia-docker_1.0.1-1_amd64.deb
sudo dpkg  - i / tmp / nvidia-docker * .deb && rm / tmp / nvidia-docker * .deb＃測試nvidia-smi 
nvidia-docker執行--rm nvidia / cuda nvidia-smi

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先決條件

執行的先決條件列表nvidia-docker如下所示。
有關如何為您的Linux發行版安裝Docker的資訊，請參閱Docker文件。

1. GNU / Linux x86_64，核心版本> 3.10
2. 多克爾> = 1.9（官方docker-engine，docker-ce或docker-ee僅）
3. NVIDIA GPU與架構>費米（2.1）
4. NVIDIA驅動程式 > = 340.29與二進位制nvidia-modprobe

您的驅動程式版本可能會限制您的CUDA功能（請參閱CUDA要求）

從二進位制包安裝

二進位制包可在發行頁面上下載。

軟體包安裝將自動設定nvidia-docker-plugin並根據您的分發，將其註冊到init系統。

從源頭構建

在儲存庫問題的根目錄make或make install構建二進位制檔案。
稍後還將在由環境變數設定的位置prefix（/usr/local預設情況下）處理二進位制檔案。您必須nvidia-docker-plugin手動啟動此方法：

sudo -b nohup nvidia-docker-plugin

或者，您可以為您的發行版使用make deb或make rpm生成deb / rpm軟體包。
軟體包安裝將自動設定nvidia-docker-plugin並根據您的分發，將其註冊到init系統。

make clean並make distclean分別清理構建和分配環境。

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需要注意，依據驅動型別和顯示卡型號選擇合適的CUDA版本：

runtime：一個輕量級的影象，包含最低限度，部署使用CUDA的預構建應用程式。
devel：通過新增編譯器工具鏈，除錯工具和標準CUDA庫的開發檔案來擴充套件執行時映像。使用此映像從原始碼編譯CUDA應用程式。

要求

執行CUDA容器需要一臺具有至少一個支援CUDA功能的GPU和與您使用的CUDA工具包版本相容的驅動程式。
執行CUDA容器的機器只需要NVIDIA驅動程式，不需要安裝CUDA工具包。

NVIDIA驅動程式向後相容 CUDA工具包版本

例子

看一下樣本部分，找到編譯簡單CUDA應用程式的Dockerfiles示例。

＃執行互動式CUDA會話隔離第一個GPU 
NV_GPU = 0 nvidia-docker執行-ti --rm nvidia / cuda＃查詢CUDA 7.5編譯器版本 
nvidia-docker執行--rm nvidia / cuda：7.5-devel nvcc --version

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挑戰

安裝使用者級驅動程式庫和裝置檔案會破壞容器的環境，只有當容器執行GPU應用程式時才應該執行。這裡的挑戰是確定給定的影象是否將使用GPU。我們還應該防止基於與主機NVIDIA驅動程式版本不相容的Docker映像啟動容器，您可以在此wiki頁面上找到更多詳細資訊。

NVIDIA-泊塢窗

沒有通用的解決方案來檢測是否有任何影象將使用GPU程式碼。在nvidia-docker我們假設基於我們的nvidia/cuda影象（DockerHub上可用）的任何影象將是GPU應用程式，因此它們需要驅動程式卷和裝置檔案。
更具體地說，當nvidia-docker run使用時，我們檢查在命令列上指定的影象。在此影象中，我們查詢標籤 的存在和值com.nvidia.volumes.needed。nvidia/cuda我們提供的影象開始時都包含這個標籤。所有執行此操作的Dockerfiles FROM nvidia/cuda將自動繼承此元資料，從而可以無縫工作nvidia-docker。

為了檢測影象與主機驅動程式不相容，我們依賴於第二個元資料com.nvidia.cuda.version標籤。此標籤存在於每個CUDA基本影象中，並具有相應的版本號。該版本與驅動程式支援的最大CUDA版本進行比較，為此目的nvidia-docker使用CUDA API函式cudaDriverGetVersion。如果驅動程式對於執行此版本的CUDA來說太舊了，則在啟動容器之前會出現錯誤：

$ nvidia-docker run --rm nvidia/cuda
nvidia-docker | 2016/04/21 21:41:35 Error: unsupported CUDA version: driver 7.0 < image 7.5

備擇方案

在這種情況下，nvidia-docker不會簡單地將引數注入docker命令列。因此，重現這種行為更復雜。您將需要檢查工作流中的影象或容器編排解決方案中的影象。檢視影象中的標籤很簡單：

$ docker inspect -f '{{index .Config.Labels "com.nvidia.volumes.needed"}}' nvidia/cuda
nvidia_driver
$ docker inspect -f '{{index .Config.Labels "com.nvidia.cuda.version"}}' nvidia/cuda
7.5

如果您構建自己的自定義CUDA映像，建議您為相容性原因重用相同的標籤。