這個系列文寫到這裡，理論上利用前面介紹的 ROS 基本用法，搭配前人們為各廠牌無人機製作的驅動程式，其實就可以直接開始寫程式控制無人機了。

但是畢竟不是每個人家裡都有一台無人機，所以在開始料理無人機之前，先來介紹接下來這幾篇的主角： Gazebo 機器人模擬器。

Gazebo 機器人模擬器

Gazebo 是一個開源的 3D 機器人模擬器，由非營利公司 Open Robotics 開發，這間公司同時也是 ROS 系統的開發商。由於是同一間公司的產品，Gazebo 可以與 ROS 無縫整合，使得 ROS 開發者可以在 Gazebo 上進行機器人軟體的測試與驗證，不需要擔心碰到機器人沒電、電腦和機器人無法連線或是機器人撞壞摔爛的情況，整個開發過程體驗更加愉快。

圖片來源：Gazebo.org 首頁

啟動 Gazebo

如果當初是安裝 Desktop-Full（建議選項）的話，那麼相應版本 Gazebo （N 版的 ROS 搭配的是 Gazebo 11）也會一起安裝好。

直接在終端機輸入 gazebo 就會直接啟動 Gazebo 主程式：

$ gazebo

如果沒有的話，可以參考官方的安裝步驟。

簡單的介面操作：

• 滑鼠滾輪：拉近拉遠
• 按住滑鼠中鍵拖曳：旋轉視角
• 按住滑鼠右鍵拖曳：平移視角

一個 ROS-Gazebo 專案的組成

Gazebo 本身就是一個可以獨立運行的模擬器軟體，可以透過圖形介面的左側工具列來插入、建立或修改模擬環境中的 3D 模型。

不過在這個系列文中，我要介紹的是透過 ROS 的指令來使用 Gazebo 的方法。這種做法的好處是可以根據開發者的需求來定義模型與場景、設定機器人的行為、處理感測器的資料等，真正意義上地模擬真實世界中機器人的任務情境。

在一個 ROS-Gazebo 專案中，目錄內通常會包含以下幾個部份：

• launch（啟動目錄）：

  在 Day 6 提到 roslaunch 是用來啟動一個套件中多個節點的工具，在大型的 ROS 專案中，通常都會需要同時啟動多個節點，並且為這些節點設定許多參數。例如要讓機器人執行自主導航任務時，除了產生機器人的節點之外，還要啟動動作控制、定位、讀取感測器、建立地圖等套件內的節點們。

  而啟動檔（.launch 檔）就是給 roslaunch 用來啟動多個節點、設定參數、載入環境變數的配置文件。對於我們現在要做的 Gazebo 模擬，啟動檔會負責啟動 Gazebo 模擬器、載入指定的模型檔、世界檔，並啟動與無人機控制相關的 ROS 節點。

• models （模型目錄）或 urdf （機器人目錄）：

  models 目錄用來放置定義模型性質的模型描述檔（.sdf 檔），以及模型的 3D 檔案。SDF（Simulation Description Format）是 Gazebo 用來將模型呈現在模擬環境中的一種檔案格式。而 Gazebo 支援的 3D 模型檔案類型有 .dae 和 .stl，這些模型檔案是用來呈現場景中的物件外觀。

  URDF（Unified Robot Description Format），這類型的檔案在 ROS 中專門用來描述機器人的結構、運動關節和感測器的設定。

  SDF 和 URDF 這兩種格式都可以用來描述機器人，前者是 Gazebo 模擬用的格式，而 URDF 則是 ROS 控制的格式。而且兩者文件編寫方式很接近，之後會著重在 SDF 的部分。

• world（世界目錄）：

  世界檔（.world 檔）定義了 Gazebo 模擬中的世界環境。這個檔案描述了模擬場景中的所有物體，包括地形、靜態物件（如牆壁、障礙物）、燈光、攝影機，以及機器人模型的初始位置。

如果各位還記得 Day 5 用來示範安裝套件的 Two wheeled robot 的話，可以在 m2wr_description 這個套件中看到 launch、world 和 urdf 的內容。我在後面的文章會繼續介紹裡面的檔案大概會長什麼樣子，而各位可以搭配現成的套件看看機器人開發者都怎麼寫這些文件。