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Gazebo 仿真环境系列教程（一）：环境安装与基础使用

news 来源：原创 2025/7/2 4:56:16

文章目录

    • 一、版本说明与技术背景
      • 1.1 Gazebo 版本分支
      • 1.2 版本选择建议
    • 二、系统环境准备
      • 2.1 硬件要求
      • 2.2 软件依赖
    • 三、Gazebo Garden 安装流程
      • 3.1 添加官方软件源
      • 3.2 执行安装命令
      • 3.3 环境验证
    • 四、Gazebo Classic 安装方法
      • 4.1 添加软件仓库
      • 4.2 安装核心组件
      • 4.3 验证安装
    • 五、基础使用教程
      • 5.1 Gazebo Garden 操作
      • 5.2 Gazebo Classic 操作
    • 六、常见问题排错指南
      • 6.1 图形渲染异常
      • 6.2 物理引擎错误
    • 七、版本兼容性说明
    • 八、进阶配置建议
      • 8.1 多版本共存配置
      • 8.2 GPU加速配置
    • 参考文献

一、版本说明与技术背景

1.1 Gazebo 版本分支

Gazebo 目前存在两个主要分支：

  • Gazebo Classic (gazebo11/gazebo7)：传统版本，由 Open Robotics 开发，现已移交社区维护
  • Gazebo Garden：新一代仿真平台，采用模块化架构，整合了 Gazebo、Ignition 和 Fortress 技术

1.2 版本选择建议

  • 需要兼容 ROS 1/ROS 2 Humble 及以下版本：选择 Gazebo Classic
  • 需要最新物理引擎和渲染功能：选择 Gazebo Garden
  • 新项目建议优先考虑 Gazebo Garden

二、系统环境准备

2.1 硬件要求

  • 最低配置：
    • CPU: 4核 x86_64 处理器
    • 内存: 8 GB DDR4
    • GPU: NVIDIA GTX 1050 / AMD RX 560
  • 推荐配置：
    • CPU: 6核以上支持AVX指令集
    • 内存: 16 GB DDR4
    • GPU: NVIDIA RTX 2060 或更高

2.2 软件依赖

sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo apt install -y \cmake \curl \git \libfreeimage-dev \libprotoc-dev \protobuf-compiler \libignition-math6-dev \libsqlite3-dev \libtinyxml2-dev \libgflags-dev \libavformat-dev \libavcodec-dev

三、Gazebo Garden 安装流程

3.1 添加官方软件源

sudo wget https://packages.osrfoundation.org/gazebo.gpg -O /usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg] http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list > /dev/null

3.2 执行安装命令

sudo apt update
sudo apt install -y gz-garden

3.3 环境验证

gz sim -v  # 应显示版本信息
gz sim -v 4  # 启动带图形界面的仿真环境

四、Gazebo Classic 安装方法

4.1 添加软件仓库

sudo apt install -y wget
wget https://packages.osrfoundation.org/gazebo.gpg -O /usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg] http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list > /dev/null

4.2 安装核心组件

sudo apt update
sudo apt install -y gazebo11 libgazebo11-dev

4.3 验证安装

gazebo --version  # 应显示11.x.x版本号
gzserver --version  # 服务器版本验证

五、基础使用教程

5.1 Gazebo Garden 操作

  1. 启动图形界面：
    gz sim
  2. 加载示例世界：
    gz sim -v 4 -r visualize_lidar.sdf
  3. 常用快捷键：
    • WASD：视角移动
    • 鼠标右键拖动：旋转视角
    • 空格键：重置视角

5.2 Gazebo Classic 操作

  1. 启动默认世界：
    gazebo --verbose worlds/empty.world
  2. 插入标准模型：
    # 在GUI界面左侧面板选择模型库
Insert -> Model Database -> Sun
Insert -> Model Database -> Ground Plane

六、常见问题排错指南

6.1 图形渲染异常

现象：黑屏或模型显示异常
解决方案：

sudo apt install -y mesa-utils
glxinfo | grep "OpenGL version"  # 验证驱动安装
LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE=1 gz sim  # 强制软件渲染

6.2 物理引擎错误

现象：模型穿透或运动异常
解决方法：

  1. 检查物理引擎设置：
    <physics type='ode'><max_step_size>0.001</max_step_size><real_time_factor>1</real_time_factor>
</physics>
  2. 更新ODE库：
    sudo apt install --only-upgrade libode8

七、版本兼容性说明

功能模块Gazebo ClassicGazebo Garden
ROS 1 支持完全支持不支持
ROS 2 支持部分支持完全支持
SDFormatv6.2v1.7+
物理引擎ODE/BulletDART/TPE
渲染系统OpenGLVulkan/OGRE2

八、进阶配置建议

8.1 多版本共存配置

# 创建别名区分版本
echo "alias gz-classic='gazebo'" >> ~/.bashrc
echo "alias gz-new='gz sim'" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

8.2 GPU加速配置

对于NVIDIA显卡：

sudo apt install -y nvidia-driver-525 libnvidia-gl-525
nvidia-smi  # 验证驱动状态
export __NV_PRIME_RENDER_OFFLOAD=1  # 启用Prime渲染

本教程遵循Gazebo官方文档编写，所有命令均在Ubuntu 22.04 LTS环境下验证通过。建议开发者根据项目需求选择合适版本，并定期关注官方仓库的版本更新公告。

参考文献

Gazebo Tutorials

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重要信息 时间&#xff1a;2025年6月20-22日 地点&#xff1a;中国-武汉 官网&#xff1a;www.icesep.net 主题 能源系统 节能技术、能源存储技术、可再生能源、热能与动力工程 、能源工程、可再生能源技术和系统、风力发…...

编程日记 2025/6/29 12:30:57

【基础】Node.js 介绍、安装及npm 和 npx功能了解

前言 后面安装n8n要用到&#xff0c;做一点技术储备。主要是它的两个工具&#xff1a;npm 和 npx。 Node.js介绍 Node.js 是一个免费的、开源的、跨平台的 JavaScript 运行时环境&#xff0c;允许开发人员在浏览器之外编写命令行工具和服务器端脚本&#xff0c;是一个基于 C…...

编程日记 2025/6/29 9:19:29