在 ROS 系统中利用激光雷达数据实现机器人避障。通过创建订阅节点获取雷达扫描信息，判断前方障碍物距离，并根据阈值发布速度控制指令。结合 Gazebo 物理仿真与 Rviz 可视化工具，验证机器人在遇到障碍物时自动转向并继续前行的功能。
Gazebo 是一个 3D 物理仿真环境。它不仅仅有图像，还严格地遵守物理定律，比如重力、摩擦力、碰撞、光线等等。
简单来说，Gazebo 就是：
一个为机器人打造的、高度逼真的'虚拟现实游戏引擎'。它负责'创造世界'和'执行物理规律'。
Rviz 是一个 3D 数据可视化工具。它本身不模拟任何物理现象，它只是一个'显示器'或'仪表盘'。
简单来说，Rviz 就是：
一个为机器人打造的'超级仪表盘'或'X 光透视眼'。它负责'把机器人的内部状态和感知数据，变得肉眼可见'。
打开终端：
roslaunch wpr_simulation wpb_simple.launch //打开 Gazebo 仿真
//打开一个新的终端 rviz
红色细线即为激光雷达检测到的数据。
打开终端：
cd catkin_ws/src
catkin_create_pkg lidar_pkg roscpp rospy sensor_msgs
使用编辑器在 ~/catkin_ws/src/lidar_pkg/src 目录下创建文件：lidar_node.cpp
编辑新建的节点文件，输入以下内容并保存。
#include<ros/ros.h>
#include<sensor_msgs/LaserScan.h>
void LidarCallback(const sensor_msgs::LaserScan msg)
{
float fMidDist = msg.ranges[180];
ROS_INFO("前方测距 ranges[180] = %f 米", fMidDist);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL, "");
ros::init(argc, argv, "lidar_node");
ros::NodeHandle nh;
ros::Subscriber lidar_sub = nh.subscribe("/scan", 10, &LidarCallback);
ros::spin();
return 0;
}
在与节点同一地址中打开 CMakeLists.txt 文件，将下方内容复制黏贴到末尾。
add_executable(lidar_node src/lidar_node.cpp)
target_link_libraries(lidar_node ${catkin_LIBRARIES})
cd ~/catkin_ws/
catkin_make
roslaunch wpr_simulation wpb_simple.launch
# 在新的终端运行
rosrun lidar_pkg lidar_node
也可在 Gazebo 中移动机器人或者障碍物的位置观察输出的距离。
打开 VScode 软件在 ~/catkin_ws/src/lidar_pkg/src 目录下的文件：lidar_node.cpp
修改其中内容：
#include<ros/ros.h>
#include<sensor_msgs/LaserScan.h>
#include<geometry_msgs/Twist.h>
ros::Publisher vel_pub;
int nCont = 0;
void LidarCallback(const sensor_msgs::LaserScan msg)
{
float fMidDist = msg.ranges[180];
ROS_INFO("前方测距 ranges[180] = %f 米", fMidDist);
geometry_msgs::Twist vel_cmd;
if(nCont > 0)
{
nCont--;
return;
}
if(fMidDist < 1.5)
{
vel_cmd.angular.z = 0.5;
nCont = 50;
}
else
{
vel_cmd.linear.x = 0.5;
}
vel_pub.publish(vel_cmd);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL, "");
ros::init(argc, argv, "lidar_node");
ros::NodeHandle nh;
ros::Subscriber lidar_sub = nh.subscribe("/scan", 10, &LidarCallback);
vel_pub = nh.advertise<geometry_msgs::Twist>("/cmd_vel", 10);
ros::spin();
return 0;
}
cd ~/catkin_ws
catkin_make
roslaunch wpr_simulation wpb_simple.launch
rosrun lidar_pkg lidar_node
机器人直行到距离前方障碍物 1.5 米时，绕 Z 轴转向，继续直行，绕开障碍物。
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