Skip to main content

ہفتہ 6: گیزبو کی بنیادیں

انسٹالیشن اور سیٹ اپ​

Gazebo ROS2 سے گہرائی سے انضمام کرتا ہے۔ ہم Gazebo Fortress (سابق Ignition Gazebo) استعمال کریں گے، Gazebo Classic کی جدید جگہ۔

# Ubuntu 22.04 پر Gazebo Fortress انسٹال کریں
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y gazebo-fortress

# انسٹالیشن کی تصدیق کریں
ign gazebo --version
# متوقع آؤٹ پٹ: Gazebo Fortress 6.x.x

# Humble کے لئے ROS2 Gazebo برج انسٹال کریں
sudo apt-get install ros-humble-ros-gz-bridge ros-humble-ros-gz-sim

اہم فرق: Gazebo Classic gazebo کمانڈز استعمال کرتا تھا؛ Ignition/Fortress ign gazebo استعمال کرتا ہے۔

SDF ماڈلز: روبوٹ کی وضاحت کی زبان​

SDF (سیمولیشن ڈسکرپشن فارمیٹ) XML-بیسڈ ہے اور URDF سے زیادہ اظہاری ہے۔ URDF کے برعکس (kinematics کے لئے ڈیزائن شدہ)، SDF دستی طور پر ساتھ دیتا ہے:

  • بند کنیمیٹک لوپس
  • ایک فائل میں متعدد ماڈلز
  • سینسرز اور کنٹرولرز کے لئے پلگ ان کنفیگریشنز

مثال: دو بازوؤں کے ساتھ ایک سادہ ہیومنوائڈ ٹورسو (وضاحت کے لئے سادہ کیا گیا)۔

<!-- humanoid_torso.sdf -->
<?xml version="1.0"?>
<sdf version="1.8">
  <model name="humanoid_torso">
    <!-- بیس لنک (ٹورسو) -->
    <link name="torso">
      <pose>0 0 1.0 0 0 0</pose> <!-- x y z roll pitch yaw -->
      <inertial>
        <mass>15.0</mass> <!-- 15 kg ٹورسو -->
        <inertia>
          <ixx>0.5</ixx> <ixy>0</ixy> <ixz>0</ixz>
          <iyy>0.6</iyy> <iyz>0</iyz> <izz>0.3</izz>
        </inertia>
      </inertial>
      <collision name="torso_collision">
        <geometry>
          <box><size>0.3 0.4 0.6</size></box> <!-- چوڑائی گہرائی اونچائی -->
        </geometry>
      </collision>
      <visual name="torso_visual">
        <geometry>
          <box><size>0.3 0.4 0.6</size></box>
        </geometry>
        <material>
          <ambient>0.2 0.2 0.8 1</ambient> <!-- نیلا ٹورسو -->
        </material>
      </visual>
    </link>

    <!-- دائیں شولڈر جوائنٹ -->
    <joint name="right_shoulder" type="revolute">
      <parent>torso</parent>
      <child>right_upper_arm</child>
      <axis>
        <xyz>1 0 0</xyz> <!-- X-axis کے گرد گھومیں (پچ) -->
        <limit>
          <lower>-1.57</lower> <!-- -90 ڈگری -->
          <upper>1.57</upper>  <!-- +90 ڈگری -->
          <effort>50</effort>   <!-- زیادہ سے زیادہ ٹورک: 50 Nm -->
          <velocity>2.0</velocity> <!-- زیادہ سے زیادہ رفتار: 2 rad/s -->
        </limit>
      </axis>
    </joint>

    <!-- دائیں اپر ارمل لنک -->
    <link name="right_upper_arm">
      <pose relative_to="right_shoulder">0 -0.25 0 0 0 0</pose>
      <inertial>
        <mass>2.0</mass>
        <inertia>
          <ixx>0.01</ixx> <ixy>0</ixy> <ixz>0</ixz>
          <iyy>0.01</iyy> <iyz>0</iyz> <izz>0.005</izz>
        </inertia>
      </inertial>
      <collision name="arm_collision">
        <geometry>
          <cylinder><radius>0.05</radius><length>0.3</length></cylinder>
        </geometry>
      </collision>
      <visual name="arm_visual">
        <geometry>
          <cylinder><radius>0.05</radius><length>0.3</length></cylinder>
        </geometry>
      </visual>
    </link>
  </model>
</sdf>

اہم تصورات:

  • <pose>: پوزیشن (x, y, z) اور اورینٹیشن (roll, pitch, yaw ریڈینز میں)
  • <inertial>: ماس اور مومنٹ آف انرٹیا ٹینسر (مستحکم سیمولیشن کے لئے اہم)
  • relative_to: بچہ لنک والد جوائنٹ فریم کے رشتے میں پوزیشنز

فزکس انجن: ODE بمقابلہ بُلیٹ​

Gazebo متعدد فزکس انجن کی حمایت کرتا ہے۔ ہیومنوائڈ روبوٹکس کے لئے دو سب سے عام ہیں:

ODE (Open Dynamics Engine)​

  • فائدے: تیز، بڑی تعداد میں کانٹیکٹس کو اچھی طرح سے ہینڈل کرتا ہے
  • نقصانات: کم درست کانٹیکٹ ریزولوشن، "باؤنسی" ہو سکتا ہے
  • کے لئے بہتر: ملٹی-لیگڈ روبوٹس، روغ زمین کی نیوی گیشن

بُلیٹ​

  • فائدے: درست کولیژن ڈیٹیکشن، مستحکم اسٹیکنگ
  • نقصانات: کئی کانٹیکٹس کے لئے سست
  • کے لئے بہتر: مینوپولیشن کام، درست کانٹیکٹ ماڈلنگ

ورلڈ فائل کنفیگریشن:

<!-- world_file.sdf -->
<?xml version="1.0"?>
<sdf version="1.8">
  <world name="humanoid_world">
    <!-- فزکس انجن کا انتخاب کریں: ode، bullet، dart -->
    <physics name="default_physics" type="bullet">
      <max_step_size>0.001</max_step_size> <!-- 1ms ٹائم سٹیپ -->
      <real_time_factor>1.0</real_time_factor> <!-- ریل ٹائم رفتار پر چلائیں -->
      <real_time_update_rate>1000</real_time_update_rate> <!-- 1000 Hz -->
    </physics>

    <!-- وژوئلائزیشن کے لئے لائٹنگ -->
    <light name="sun" type="directional">
      <pose>0 0 10 0 0 0</pose>
      <diffuse>0.8 0.8 0.8 1</diffuse>
    </light>

    <!-- زمین کا طیل
    <model name="ground">
      <static>true</static>
      <link name="ground_link">
        <collision name="ground_collision">
          <geometry>
            <plane><normal>0 0 1</normal></plane>
          </geometry>
          <surface>
            <friction>
              <ode><mu>1.0</mu></ode> <!-- فرکشن کوائفیشینٹ -->
            </friction>
          </surface>
        </collision>
      </link>
    </model>

    <!-- ہمارے ہیومنوائڈ ماڈل شامل کریں -->
    <include>
      <uri>file://humanoid_torso.sdf</uri>
      <pose>0 0 1.5 0 0 0</pose> <!-- زمین سے 1.5م اوپر اسپون کریں -->
    </include>
  </world>
</sdf>

روبوٹس اسپون کرنا اور سیمولیشن چلانا​

# ورلڈ فائل کے ساتھ Gazebo لانچ کریں
ign gazebo world_file.sdf

# متبادل: کمانڈ کے ذریعے ماڈل کو ڈائنامک طور پر اسپون کریں
ign service -s /world/humanoid_world/create \
  --reqtype ignition.msgs.EntityFactory \
  --reptype ignition.msgs.Boolean \
  --timeout 1000 \
  --req 'sdf_filename: "humanoid_torso.sdf", pose: {position: {z: 2.0}}'

ورزش: humanoid_torso.sdf کو بائیں بازو شامل کرنے کے لئے تبدیل کریں (دائیں بازو کو عکس دہرائیں)۔ انرٹیا اقدار کو ایڈجسٹ کریں اور تصدیق کریں کہ روبوٹ کو اسپون کرتے وقت گرتا نہیں ہے۔

اگلا: ہفتہ 6 - فزکس کنفیگریشن - حقیقی ہیومنوائڈ رویے کے لئے کولیژن، فرکشن، اور کانٹیکٹ فورسز کو ٹیون کرنا۔