P5c-3 仿真启动器跑通:Gazebo + spawn + 两个控制器 active

端到端验收(headless,本机无显示器):
    ign 加载 Physics/UserCommands/SceneBroadcaster/Sensors + gz_ros2_control
    机械臂 spawn 进 assembly 世界,7 个 sim_joint 全在 /joint_states
    joint_state_broadcaster 与 rizon_arm_controller 双双 active
    world → sim_tcp 可查,且末端位姿 3 秒内不变(重力下站住)
    网格解析报错 0 条

新增:
  scripts/run_sim_gz.sh                  此前**不存在**,却被 install_sim_env.sh
                                         与 build_sim.sh 的提示语引用
  arm_sim_gazebo/robot_description.py    展开 + 归一化,launch 与 CLI 共用一份
  arm_sim_gazebo/gazebo_sim_launcher.py  薄壳:准备描述后转发给 launch 文件
  launch/gazebo_sim.launch.py            起 gz → 发归一化 URDF → spawn → 拉控制器
  test/test_robot_description.py         含"仓库里这份 world 必须过守卫"的测试

接线过程中实测踩到并修掉的三个坑,共同特征是**每一步看起来都成功**:

1) urdf_normalize 在 Python 路径下静默失效(我自己引入的,最严重)
   xacro 的输出格式在不同环境里不一样:真机环境的 CLI 缩进成多行,而仿真环境
   走 xacro.process_file().toxml() 时全挤在一行。归一化的正则要求标签之间必须有
   \n,于是**仿真路径下它什么都没做**(报告"包裹 0 处"),而 CLI 路径下正常 ——
   之前那次"已修好"的验证走的就是 CLI,所以看起来过了。
   后果是 Gazebo 会丢掉整条机械臂,正是这个归一化本来要防的事。
   已改成对空白格式零假设,并加回归测试锁住。

2) world 里声明了 <plugin> 会把默认系统挤掉
   只要 world 声明任何一个 <plugin>,Gazebo 就不再加载 server.config 的
   Physics/UserCommands/SceneBroadcaster。缺 UserCommands →
   /world/<名>/create 服务不存在 → ros_gz_sim create 调服务超时后回退发 topic、
   没人收 → **模型从未进入 Gazebo**,而 create 节点仍打印
   "OK creation of entity",控制器则永远卡在 "waiting for service"。
   已在这三个系统在 assembly.world 里显式声明,并加纯文本守卫
   check_base_plugins(),让"加了插件忘了补基础系统"在启动前就被指出。

3) gz 的插件与资源搜索路径缺 $CONDA_PREFIX/lib
   gz_ros2_control 报 "Failed to load system plugin
   [libgz_ros2_control-system.so] : couldn't find shared library",而 ldd 全齐、
   库就在 $CONDA_PREFIX/lib 下。原因是 gz 的 SystemLoader 先在搜索路径里找文件,
   找不到就直接放弃,不去 dlopen 裸文件名(所以 conda 二进制的 RPATH 兜不住);
   而 ros_gz_sim 只把 LD_LIBRARY_PATH 拼进搜索路径,conda 激活并不往那里加。
   同一原因导致 mesh 的 model:// 也解析不了(视觉报错很吵,但更要紧的是
   **碰撞网格也加载不出来**,会让后续装配的接触判据失效)。
   由于 gz_sim.launch.py 用 `from os import environ` 在生成 launch 描述时就读
   进程环境,这些变量**必须在 ros2 launch 之前**设好,因此放在 sim_env.sh ——
   在 launch 文件里用 SetEnvironmentVariable 补是无效的,会被它自己算的那份
   字典覆盖。

Co-authored-by: Cursor <cursoragent@cursor.com>
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arm_dev
2026-09-23 14:48:16 +08:00
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commit 01940f54e7
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+32 -18
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@@ -3,26 +3,37 @@
#
# Gazebo 仿真平台清单。
#
# 进度(截至 P5c-2,如实记录,不要凭印象改):
# 进度(截至 P5c-3,如实记录,不要凭印象改):
# ✔ 环境 独立 conda 环境 ros_gz_sim(Gazebo Fortress + ROS 2 Humble)
# 安装见 scripts/install_sim_env.sh,激活见 scripts/sim_env.sh
# ✔ 世界文件 worlds/assembly.world(sdformat 校验通过)
# ✔ 机器人描述 urdf/(复用官方 flexiv_description,已通过 sdformat 校验)
# ✔ 控制器 config/controllers.yaml(控制器名与真机一致)
# ✔ 描述归一化 arm_sim_gazebo 包的 urdf_normalize(16 项单测)
# ✘ 启动器 driver.executable 声明的 gazebo_sim_launcher 尚未实现
# ✔ 描述归一化 arm_sim_gazebo 包的 urdf_normalize(37 项单测)
# ✔ 启动器 gazebo_sim_launcher 已实现并端到端跑通
# 起 Gazebo → 发归一化 URDF → spawn → 拉起两个控制器(active)
# 入口脚本 scripts/run_sim_gz.sh(此前缺失,被 install_sim_env.sh
# 与 build_sim.sh 的提示语引用,照做会报文件不存在)
# ✘ 场景模型 models/ 还是空的(工件/通止规模型未做)
# ✘ 触觉插件 sensor_plugins/ 还是空的(Orisys 三向力插件未做)
# ✘ 相机出图 D405 已建模,但话题出图未联调验证
# ✘ 相机出图 D405/D435 传感器已在 Gazebo 里成功注册并发布话题,
# 但还没接 ros_gz_bridge 到 ROS,也还没验证图像内容
#
# 所以:现在**还不能**靠 run_sim.sh 跑起完整仿真,run_sim.sh 走的仍是
# arm_bringup 的 mock 驱动(假数据)。接线步骤见本目录 README.md。
# 所以:D405/D435 与触觉还要等 P5c-4 / P5c-5,装配状态机(P6)依赖它们。
#
# 一个重要结论(接线过程中实测得出,值得记住):
# 官方 flexiv_description 直接喂 Gazebo 会被 sdformat 拒掉,有两处不兼容
# (7 轴本体缺 <inertial> 包裹;夹爪有零质量 link 导致惯性叠加出 NaN)。
# 两者都只有 Gazebo 会暴露,RViz/MoveIt 完全正常,所以此前从未被发现。
# 解决方式是在启动时归一化,见 arm_sim_gazebo/urdf_normalize.py 的长注释。
# 三个实测踩到、且都属于"静默失效"的坑(后续改仿真时务必先看这三条):
# 1. 官方 flexiv_description 直接喂 Gazebo 会被 sdformat 拒掉:7 轴本体缺
# <inertial> 包裹;夹爪有零质量 link 导致惯性叠加出 NaN。两者都只有
# Gazebo 会暴露,RViz/MoveIt 完全正常。已在启动时归一化解决。
# 2. world 文件里只要声明了**任何一个** <plugin>,Gazebo 就不再加载默认的
# Physics/UserCommands/SceneBroadcaster。少了 UserCommands,
# /world/<名>/create 服务不存在 → 模型根本没进 Gazebo,而 create 仍打印
# "OK creation of entity"。所以这三个系统必须在 world 里显式声明。
# 3. gz 的插件搜索路径不含 $CONDA_PREFIX/lib(ros_gz_sim 只拼 LD_LIBRARY_PATH,
# 而 conda 激活不往那里加),于是 gz_ros2_control 报 "couldn't find shared
# library" 而库其实就在那儿。必须在 ros2 launch 之前设
# GZ_SIM_SYSTEM_PLUGIN_PATH;资源路径同理(否则 mesh 全加载不出来)。
# 两者都由 scripts/sim_env.sh 负责。详见该文件里的长注释。
# =============================================================================
id: gazebo
@@ -34,9 +45,10 @@ vendor: openrobotics
version: "Fortress 6.16 (ignition-gazebo6, ros_gz + gz_ros2_control 0.7.15)"
description: >
物理仿真平台。环境已装好、世界与机器人描述已就绪并通过 sdformat 校验;
启动器、场景模型(工件/通止规)与 Orisys 触觉插件尚未实现,
因此仿真目前还不能替代 run_sim.sh 的 mock 路径。
物理仿真平台。环境、世界、机器人描述、控制器与启动器均已就绪并端到端验证
(起 Gazebo → spawn → 两个控制器 active → 机械臂在重力下站住)。
场景模型(工件/通止规)与 Orisys 触觉插件尚未实现;
相机传感器已在 Gazebo 内注册并出话题,但还没接到 ROS 侧(P5c-4)。
注意:Orisys 视触觉没有现成 Gazebo 插件,自定义插件做出来之前,
仿真里无法验证通止规装配的 S07 接触与 S08 拧紧力判据。
@@ -78,10 +90,12 @@ driver:
executable: gazebo_sim_launcher
build: colcon
notes: >
包已建(含经单测的 URDF 归一化),但 gazebo_sim_launcher 本身**尚未实现**,
因此 setup.py 里暂未注册这个入口点 —— 注册了模块不存在,构建能过、
一运行就 ImportError。P5c-3 补上实现后再注册。
在它可用之前,run_sim.sh 仍走 arm_bringup 的 mock 驱动路径。
已实现并在 setup.py 注册。它只做"准备描述(展开 + 归一化)+ 转发给
launch/gazebo_sim.launch.py",启动逻辑不在可执行文件里 —— ros2 launch 的
日志/退出码/中断处理都更成熟,自己重造一份只会更难调试。
入口建议走 scripts/run_sim_gz.sh(它会先 source scripts/sim_env.sh,
而 Gazebo 的插件/资源搜索路径必须在 ros2 launch 之前设好,见 sim_env.sh)。
单独排查描述用:gazebo_sim_launcher --check / --print-urdf。
# --- 配置项声明 ------------------------------------------------------------
# 设计约束:仿真与真机共用同一套 site.yaml 参数(servo.* / hole_detect.stage2.*),