Ubuntu20.04 Gazebo仿真宇树机器狗与外置激光雷达

Ubuntu20.04 Gazebo仿真宇树机器狗与外置激光雷达

从零开始搭建完整的机器人仿真环境（小白友好版）

欢迎来到本教程！本文将手把手教你在 Ubuntu20.04 系统上，使用 Gazebo仿真 环境搭建 宇树机器狗 并添加 外置激光雷达。即使你是初学者，按照步骤操作也能成功运行仿真。我们会在教程中多次强调四个核心关键词：Ubuntu20.04、Gazebo仿真、宇树机器狗、激光雷达，帮助你在搜索引擎中更容易找到相关内容。

1. 准备工作：更新系统与安装依赖

打开终端，首先确保你的 Ubuntu20.04 软件源是最新的：

sudo apt updatesudo apt upgrade -y

接着安装 Gazebo仿真 所需的依赖和 ROS（Robot Operating System）基础环境。本教程基于 ROS Noetic（Ubuntu20.04 官方推荐版本）：

sudo apt install ros-noetic-desktop-fullsource /opt/ros/noetic/setup.bashecho "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc

2. 安装 Gazebo 与 ROS 控制插件

Gazebo仿真 通常与 ROS 一起安装。验证安装：

gazebo --versionroscore

如果都能正常运行，说明环境已就绪。接下来安装机器人控制相关的包：

sudo apt install ros-noetic-ros-control ros-noetic-ros-controllerssudo apt install ros-noetic-gazebo-ros-pkgs ros-noetic-gazebo-ros-control

3. 获取宇树机器狗模型

宇树科技（Unitree）官方提供了机器狗的 URDF 模型文件。我们使用 宇树机器狗 的 A1 或 Go1 模型。创建 ROS 工作空间并克隆模型仓库：

mkdir -p ~/catkin_ws/srccd ~/catkin_ws/srcgit clone https://github.com/unitreerobotics/unitree_ros.gitcd ~/catkin_wscatkin_makesource devel/setup.bash

如果网络慢，也可以手动下载并解压。完成后，你会在 ~/catkin_ws/src/unitree_ros/unitree_ros/robots/ 下看到 a1_description 等文件夹。

4. 添加外置激光雷达

为了在 Gazebo仿真 中给 宇树机器狗 装上 激光雷达，我们需要修改机器人的 URDF 文件。以 A1 为例，在 a1_description/urdf/ 中找到 a1.urdf，我们将在 base_link 上附加一个雷达传感器。

新建一个文件 a1_with_lidar.urdf，内容如下（关键部分已用注释标明）：

                                                                                                                           0 0 0 0 0 0      true      10                                    720            1            -3.14159            3.14159                                    0.10          30.0          0.01                          gaussian          0.0          0.01                            /scan        lidar_link            

这段代码通过 xacro 包含了原有模型，然后添加了雷达连杆、关节和 Gazebo 插件。保存后，记得修改 CMakeLists.txt 或直接复制到工作空间中。

5. 编写启动文件

在 a1_description/launch/ 中新建 display_with_lidar.launch：

6. 运行仿真

编译工作空间：

cd ~/catkin_wscatkin_makesource devel/setup.bash

启动仿真：

roslaunch a1_description display_with_lidar.launch

稍等片刻，你会看到 Gazebo仿真 窗口打开，宇树机器狗 出现在世界中，头顶（或指定位置）有一个红色圆柱体代表 激光雷达。同时终端会输出雷达话题 /scan 的信息。

7. 验证激光雷达数据

新开一个终端，使用 rostopic echo /scan 查看雷达扫描数据，或者在 Gazebo仿真 中添加障碍物，观察雷达显示。你可以在 Gazebo仿真 界面左侧“Insert”选项卡中添加立方体，然后看激光束是否检测到。

8. 常见问题与解决

• 问题： 模型加载后腿部不运动？ 解决： 需要添加关节控制器插件。可以参考 unitree_ros 自带的 a1_ctrl 包，或者手动在 URDF 中添加 transmission 和 gazebo_ros_control 插件。
• 问题： 激光雷达不显示数据？ 解决： 检查 URDF 中雷达插件的 topicName 是否正确，确保 true 可以显示射线。
• 问题： Gazebo 启动时报错找不到模型文件？ 解决： 设置环境变量 export GAZEBO_MODEL_PATH=~/catkin_ws/src/unitree_ros/unitree_ros/robots:${GAZEBO_MODEL_PATH}，并加入 .bashrc。

总结

通过本教程，你已经学会了在 Ubuntu20.04 上搭建 Gazebo仿真 环境，导入 宇树机器狗 模型并手动添加 激光雷达。这为进一步开发 SLAM、导航等算法打下了基础。如果你需要更复杂的仿真（如多线激光、摄像头），只需在 URDF 中类似地添加传感器插件即可。欢迎将本文分享给更多对机器人仿真感兴趣的朋友，我们的关键词 Ubuntu20.04、Gazebo仿真、宇树机器狗、激光雷达 将帮助你更快地定位到本教程。