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从仿真到真机：机器人迁移实战

📚 共计 30 章节

仿真环境搭建

Gazebo与ROS2的安装与配置，创建第一个仿真世界。

机器人模型URDF

从零编写URDF文件，理解link与joint，在仿真中显示机器人。

传感器仿真

激光雷达、IMU、深度相机在Gazebo中的配置与数据读取。

LiDARIMU深度相机

控制接口仿真

编写ROS2节点控制仿真机器人移动，订阅与发布话题。

ROS2节点话题

SLAM仿真测试

在仿真环境中运行GMapping与Cartographer，评估建图效果。

GMappingCartographer

导航仿真测试

配置Nav2，在仿真环境中实现自主导航与避障。

Nav2自主导航

真机硬件选型

底盘、主控、传感器选型要点，我踩过的坑。

真机系统安装

在Jetson Nano/Raspberry Pi上安装Ubuntu与ROS2。

Jetson树莓派

真机底层驱动

编写STM32/Arduino固件，实现电机控制与里程计发布。

真机-上位机通信

串口与WiFi通信协议设计，数据帧解析实战。

串口WiFi协议

真机URDF校准

根据实际硬件尺寸修改URDF，校准tf树。

真机传感器标定

激光雷达与IMU的内参、外参标定流程。

标定内参外参

真机底层控制测试

开环控制与PID调试，让机器人走直线。

真机里程计标定

通过实际运动校准轮式里程计，减少累计误差。

里程计校准

真机SLAM部署

将仿真中的SLAM算法迁移到真机，首次建图。

真机导航部署

配置真机Nav2参数，实现点到点导航。

仿真与真机差异分析

物理引擎、传感器噪声、执行器延迟的对比。

差异噪声延迟

参数迁移策略

如何将仿真中调好的参数快速适配到真机。

仿真加速测试

在仿真中批量测试算法，筛选最佳参数组合。

批量自动化

真机安全机制

急停、防跌落、碰撞检测的实现。

真机远程监控

使用ROS2 Web Bridge与Foxglove进行远程调试。

Web BridgeFoxglove

真机多机协同

多机器人编队仿真与真机部署的差异。

真机环境适应性

不同地面材质、光照条件对传感器的影响。

真机电池管理

电量监测与低电量自动回充策略。

真机日志分析

使用rosbag记录与分析真机运行数据。

真机故障排查

常见硬件与软件问题及解决方案。

仿真到真机的CI/CD

自动化测试流水线，从仿真到真机一键部署。

真机性能优化

降低延迟、提高帧率、优化资源占用。

真机实战项目

仓库巡检机器人从仿真到真机的完整案例。

课程总结与展望

仿真到真机迁移的最佳实践与未来趋势。