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ros_contorl/devices/sim/gazebo/README.md
T
arm_dev 6edb8d39ab chore: 框架科学优化前的完整基线
在开始'设备契约层 + 目录重构 + 通止规装配'改造之前,先钉住当前可运行状态,
使后续任何删除/重构都可回退。

本基线包含:
- 现有 ROS 2 工作区全部源码(arm_application / arm_control / arm_bringup 等)
- 官方 flexiv_ros2 栈(含 flexiv_hardware / flexiv_controllers 等符号链接)
- 设备契约层 src/arm_interfaces(新增,46 项单测通过)
- devices/ 设备选型与品牌清单(新增)
- scripts/gen_site_example.py 与由它生成的 config/site.example.yaml

按 .gitignore 排除:build/ / install/ / log/ / config/site.yaml / 模型权重二进制。
2026-09-23 10:53:06 +08:00

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# devices/sim/gazebo/ —— Gazebo 仿真平台
## 先读这段:当前仿真是假的
**现在项目里的「仿真」并不是 Gazebo。** 实际情况是:
- `src/arm_description/urdf/arm.gazebo.xacro` 是零引用的死文件;
- `arm_bringup/stack.launch.py` 的 `isaac` 分支只有一行日志,没有任何实际动作;
- `run_sim.sh` 走的是 `sim.launch.py`,底层是 **mock 驱动**(`mock_arm_driver.py`),
即用假数据模拟机器人状态,不是物理仿真;
- Gazebo 从未真正接线。
所以这份文档分两部分:**第一部分是怎么把 Gazebo 真正跑起来**(当前必须做的前置工作),
**第二部分才是日常怎么用**。不要跳过第一部分。
---
## 第一部分:把 Gazebo 真正接起来(前置工作)
要让 Gazebo 跑起来,缺的是这几块,按顺序补齐:
### 1. URDF 加 Gazebo 标签
现有 `arm_description/urdf/arm.gazebo.xacro` 是死文件,需要重写。每个 link 必须补:
```xml
<!-- 视觉碰撞体 -->
<gazebo reference="${prefix}link1">
<material>Gazebo/Grey</material>
</gazebo>
```
并在 `arm.ros2_control.xacro` 里把 `ros2_control` 标签的 hardware 插件从
`flexiv_hardware/FlexivHardware` 换成 `gazebo_ros2_control/GazeboSystem`。
### 2. 关节传动与控制器
Gazebo 需要 `transmission` 标签把关节映射到 `ros2_control`。控制器配置可以直接复用
`arm_control/config/controllers.yaml` 里的 `rizon_arm_controller`,只需把关节名前缀
从真实 SN(如 `Rizon4-063989_`)换成仿真专用的前缀(如 `sim_`)。
### 3. 传感器插件
| 仿真对象 | 插件 | 对应真实设备 |
|----------|------|--------------|
| 腕部相机 | `libgazebo_ros_camera.so` | D405 |
| 手外相机 | `libgazebo_ros_camera.so` | D435 |
| 深度 | `libgazebo_ros_depth_camera.so` | 对齐深度流 |
| 触觉力 | **需要自己写插件** | Orisys |
**最关键的一条:Orisys 视触觉没有现成的 Gazebo 插件。**
3 路切向力 + 1 路法向力 + 深度图 + 力矢量图 这套数据需要自定义 Gazebo 插件来模拟。
在它做出来之前,仿真里**无法验证通止规装配的力控部分**(S07 接触、S08 拧紧判定)。
建议的自定义插件做法:订阅 Gazebo 的接触传感器数据,按接触深度和相对滑动速度合成
出一组「类触觉」读数,再按真实传感器的量纲(任意单位增量)发布到同样的内部话题上。
### 4. 工件与通止规模型
需要给工件(含 k0 中心孔、k1/k2 螺纹孔)和通止规建简化网格,并保证:
- 工件的 k0/k1/k2 三个点在模型坐标系里的位置与实际一致 —— 否则推理出的坐标映射到仿真里会对不上;
- 螺纹孔要能表达「拧入」的几何阻力,否则 S08 的力反馈无法触发。
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## 第二部分:日常怎么用
### 放置格式与命名要求
| 类型 | 放哪 | 格式 | 命名要求 |
|------|------|------|----------|
| 世界文件 | `worlds/` | `.world` 或 `.sdf` | `<场景名>.world`,如 `assembly.world` |
| 机器人模型 | `urdf/` | `.urdf` / `.xacro` | 必须以 `sim_` 为关节前缀,与真实臂区分 |
| 工件/夹具网格 | `models/<模型名>/` | `<模型名>.sdf` + `meshes/` | **模型名必须与推理用的类别名一致**,如 `workpiece` |
| 传感器插件 | `sensor_plugins/` | `.so` 源码 + `CMakeLists.txt` | 插件类名以 `Orisys` 开头 |
| 网格文件 | `models/<模型名>/meshes/` | `.stl` / `.dae` | 单位必须是米。用毫米建模的必须先缩放到米 |
### 导入一个新场景
1. 把 `.world` 放进 `worlds/`,网格放进 `models/<模型名>/`
2. 改 `config/site.yaml` 的 `sim.world` 指向该文件
3. 改 `devices/registry.yaml` 的 `sim: gazebo`(通常已是)
4. 启动 `scripts/run_sim.sh`
### 修改哪个配置才会生效
| 想改什么 | 改哪里 |
|----------|--------|
| 用哪个场景 | `site.yaml` → `sim.world` |
| 仿真是否启用物理 | `site.yaml` → `sim.physics_enable` |
| 仿真里的悬高/速度 | **复用真实的那套参数**(`servo.*` / `hole_detect.stage2.*`),不要另建一套,否则仿真调好的值搬到真机不生效 |
| 关节前缀 | `site.yaml` → `sim.joint_prefix`(默认 `sim_`) |
> **设计约束**:仿真与真机必须共用同一套 `site.yaml` 参数。任何「仿真专用参数」都是未来
> 仿真调参搬到真机失效的隐患。只允许物理引擎本身的参数(如重力、步长)放在 `sim.*` 下。