gazebo模拟降雨

### 实现Gazebo中的降雨效果

为了在 Gazebo 中创建逼真的雨效[^1]，可以采用多种方法来增强环境的真实感。一种常见的方式是通过自定义世界文件并利用插件实现。

#### 自定义世界文件配置
首先，在 `.world` 文件中引入视觉特效节点用于表示雨水：

<spherical_coordinates>
    <!-- 定义坐标系 -->
</spherical_coordinates>

<scene>
  <shadows>1</shadows>
  <visualize_sensors>0</visualize_sensors>
</scene>

<!-- 添加下雨粒子系统 -->
<model name='rain'>
  <static>true</static>
  <link name='link'>
    <pose frame=''>0 0 5 0 -0 0</pose>
    <self_collide>false</self_collide>
    <kinematic>false</kinematic>
    <gravity>true</gravity>
    
    <visual name='rain_visual'>
      <geometry>
        <box><size>.01 .01 20</size></box><!-- 雨滴形状 -->
      </geometry>
      
      <material>
          <script>
              <uri>file://media/materials/scripts/gazebo.material</uri>
              <name>Gazebo/BlueTransparent</name>
          </script>
      </material>
    </visual>
  </link>
  
  <plugin filename="libRainPlugin.so" name="rain_plugin">
     <rate>80</rate> <!-- 下雨频率 -->
     <speed>3</speed> <!-- 落下速度 -->
  </plugin>
</model>

此部分代码片段展示了如何向场景添加静态模型作为雨滴，并设置其材质属性使其看起来像透明蓝色线条，模仿真实的雨丝效果。

#### 编写ROS插件控制逻辑
编写 C++ 插件 `RainPlugin.cpp` 来管理这些雨滴的行为模式，包括生成位置、方向以及运动轨迹等特性。该插件会周期性地更新每一帧内的所有活动对象状态。

#include "gazebo/gazebo.hh"
#include "gazebo/common/Plugin.hh"

namespace gazebo {
class RainPlugin : public ModelPlugin {
public:
  void Load(physics::ModelPtr _parent, sdf::ElementPtr /*_sdf*/) override {
    this->model = _parent;
    updateConnection = event::Events::ConnectWorldUpdateBegin(
                       std::bind(&RainPlugin::OnUpdate, this));
  }

private:
  physics::ModelPtr model;
  event::ConnectionPtr updateConnection;

  void OnUpdate() const {
    // 更新雨滴的位置和姿态
    common::Time simTime = world->SimTime();
    double timeSec = simTime.Double();

    math::Vector3 pos(0, 0, 5); // 初始高度设为5米
    
    // 创建新的雨滴实例...
  }
};
// Register the plugin with Gazebo.
GZ_REGISTER_MODEL_PLUGIN(RainPlugin)
}

上述C++程序框架提供了基本结构去扩展更复杂的物理行为，比如随机化起始点分布或是考虑风力影响等因素。