Vrep专题系列2-虚拟机使用指南-v1.0.6

1.仿真软件vrep介绍

V-REP全称是virtual robot experimentation platform，也即虚拟机器人实验平台。V-REP是具有集成开发环境的机器人模拟器，基于分布式控制架构:每个对象/模型可以通过嵌入式脚本、插件、ROS或BlueZero节点、远程API客户端或定制解决方案进行单独控制。这使得V-REP非常通用，非常适合多机器人应用。控制器可以用C/ c++、Python、Java、Lua、Matlab或Octave编写。V-REP用于快速算法开发、工厂自动化仿真、快速原型与验证、机器人相关教育、远程监控、安全复核等。

包含众多机器人公司提供的机器人模型：

      • ABB. There is however no link between ABB and V-REP
      • KUKA Laboratories GmbH
      • SICK AG
      • Hibot
      • K-Team
      • Cubictek
      • Neuronics
      • Aldebaran
      • IniLabs
      • Robotiq
      • Kinova Robotics
      • Universal Robots
      • Rethink Robotics
      • Trossen Robotics
      • Adept Technology
      • Force Dimension
      • On Robot ApS
      • EVOL
      • Blue Workforce

也可以导入由其他设计软件设计的模型：

CAD 格式: OBJ, STL, DXF, 3DS (Windows only), and Collada.

2.Ubuntn系统安装

下面方法适用于在win7系统基础上增加ubuntu，使用双系统，具体操作请参考《在windows7电脑上安装Ubuntu16.04》
https://mp.weixin.qq.com/s/1BAFjfzm5qNH9H1Ou4qr7g

注意：需要先下载ubuntu-16.04.6-desktop-amd64.iso版本
可在网上自行下载，或者从下面网盘下载ubuntu-16.04.6-desktop-amd64.iso
链接：https://pan.baidu.com/s/1vqukxie95PrZcfkmctZU0w
提取码：p5pw

参赛人员也可以单独准备电脑安装ubuntu系统或使用虚拟机方式
虚拟机安装可以参考
https://www.onlinedown.net/soft/82464.htm

3.ROS安装

仿真环境是在ubuntu16.04系统下安装ROS Kinetic版本，请参考以下步骤安装

1.    sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
   
2. 
   
3.     sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
   
4. 
   
5.     sudo apt-get update
   
6.     sudo apt-get install ros-kinetic-desktop-full
   
7. 
   
8.     echo "source /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
   
9.     source ~/.bashrc
   
10. 
    
11.     sudo apt install python-rosdep python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential
    
12. 
    
13.     sudo rosdep init
    
14.     rosdep update
    

复制代码

以上步骤执行完成后，可在终端输入一下命令检查rosmaster是否能运行

roscore

按`ctrl+c`快捷键可关闭rosmaster。
可以参考https://www.ncnynl.com/archives/201801/2273.html安装

4.CoppeilaSim/V-REP安装

软件下载地址：
https://www.coppeliarobotics.com/previousVersions
虚拟赛统一安装V-REP PRO EDU V3_6_2 Ubuntu16_04版本，需要下载如下箭头所指向版本

下载完的文件名为V-REP_PRO_EDU_V3_6_2_Ubuntu16_04.tar.xz

保存用户的根目录后解压缩：

xz –d V-REP_PRO_EDU_V3_6_2_Ubuntu16_04.tar.xz

然后展开tar文件：

tar –xvf V-REP_PRO_EDU_V3_6_2_Ubuntu16_04.tar

把目录名改为vrep：

mv V-REP_PRO_EDU_V3_6_2_Ubuntu16_04

修改环境变量并保存到LINUX启动文件里：

echo 'export VREP_ROOT="vrep"' >> ~/.bashrc

source ~/.bashrc

到此为止ubuntu下配置ros和安装vrep完成

5.验证启动vrep软件

首先打开一个新终端，执行命令
roscore          #注释：是你在运行所有ROS程序前首先要运行的命令

执行正常如图

可以隐藏此终端

接下来进入vrep文件夹，运行vrep

cd~/vrep

./vrep.sh

执行完成后如上图所示，说明vrep软件可以正常工作，退出vrep软件。

6.工程配置编译

6.1 下载工程文件

链接：https://pan.baidu.com/s/13lakqHliy53hfxfxF3uhYw

提取码：7e5f

解压到用户根目录：

tar xzfroban.tar.gz

解压后根目录下生成roban工程文件夹，如下图所示，在参赛者电脑上工程路径应为

/home/用户名/roban

注：用户名为参赛者自己ubuntu系统用户名

6.2 安装osqp求解器

参考https://osqp.org/docs/get_started/cc++

建议使用源码编译，步骤如下      

1. git clone --recursive https://github.com/oxfordcontrol/osqp
   
2. cd osqp
   
3. mkdir build
   
4. cd build
   
5. cmake -G "Unix Makefiles" ..
   
6. cmake --build .
   
7. sudo cmake --build . --target install
   

复制代码

参考https://osqp.org/docs/get_started/sources.html#build-from-sources

6.3 安装RBDyn程序包

参考https://github.com/jrl-umi3218/RBDyn

1. # Make sure you have required tools
   
2. sudo apt install apt-transport-https lsb-release
   
3. # Add our key
   
4. sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key 892EA6EE273707C6495A6FB6220D644C64666806
   
5. # Add our repository (stable versions)
   
6. sudo sh -c 'echo "deb https://dl.bintray.com/gergondet/multi-contact-release $(lsb_release -sc) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/multi-contact.list'
   
7. # Use this to setup the HEAD version
   
8. # sudo sh -c 'echo "deb https://dl.bintray.com/gergondet/multi-contact-release $(lsb_release -sc) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/multi-contact.list'
   
9. # Update packages list
   
10. sudo apt update   
    
11. # Install eigen-qld packages
    
12. sudo apt install librbdyn-dev python-rbdyn python3-rbdyn
    

复制代码

6.4编译工程

编译工程前安装一些其他附加包，避免编译出错，执行命令

1. sudo apt-get install libeigen3-dev
   
2. sudo ln –s /usr/include/eigen3/Eigen /usr/include/Eigen
   

复制代码

如果本机没有安装clang编译器，需要在编译工程前安装，执行命令

1. apt-get install clang
   

复制代码

回到根目录，进入roban文件夹下打开一个新终端，编译工程

1. catkin_make
   

复制代码

编译成功以后需要执行下面命令

1. source devel/setup.bash
   

复制代码

工程编译通过，参赛者可以启动仿真环境，为了便于之后使用ros环境减少工作空间设置，可以执行下面命令配置好工作空间环境

1. echo “source ~/roban/devel/setup.bash” >> ~/.bashrc
   
2. source ~/.bashrc
   

复制代码

7. 仿真软件demo场景演示

本节实现方块挑战赛演示，通过7.1启动仿真软件，7.2载入虚拟赛场景，在终端中运行相关ros命令，提供参考的demo程序为python程序，运行后可实现机器人行走。

7.1 启动仿真软件

参考步骤5中操作，启动仿真软件

7.2 载入大赛场景和机器人

Vrep软件菜单栏点击File，选择载入场景，如下图：

场景在 /home/用户名/roban/src/bodyhub/vrep下

注：用户名替换为参赛者自己ubuntu系统的用户名

7.3 选择仿真引擎

在装载场景后选择其他引擎，如下图，引擎选择为Newton

打开新终端，输入

1. roslaunch bodyhub bodyhub.launch sim:=true  #注释：roslauch命令是运行节点，并设置sim变量参数为true
   

复制代码

再打开一个新终端，输入

1. rosrun imitation imitation_node       #注释：使用包名imitation直接运行一个包内的imitation_node节点
   

复制代码

7.4运行demo程序

注意，此demo程序为python程序，其他程序语言需要自行编译为可执行文件

再打开新终端，进入工程目录roban，输入

1. python ./src/actexecpackage/scripts/walking2.py    #注释：运行python程序
   

复制代码

此时仿真将开始运行

7.5编写自己的程序

通过步骤7.4可以看到机器人缓慢行走，环境和配置到这里就完全没问题，可以参考步骤7.4的程序改写或者自己编写机器人程序，如有其它问题请联系赛事支持。

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