4.请简要概述ROS为我们提供的rviz，gazebo，rqt工具的作用

ROS为我们提供的rviz工具可以用于可视化机器人的传感器数据和运动状态，以及进行机器人的路径规划和导航。gazebo工具可以用于机器人的仿真和测试，可以模拟机器人在不同环境下的运动和行为。rqt工具则提供了一系列的插件，可以用于机器人的调试和监控，例如可视化机器人的状态和控制机器人的运动。

相关问题

ros 2gazebo和rviz联合

### 集成ROS 2与Gazebo和RVIZ

#### 启动Gazebo模拟器
为了启动Gazebo模拟环境，在终端中执行如下命令可以初始化并运行Gazebo仿真工具[^2]:

ros2 launch gazebo_ros gazebo.launch.py

#### 创建机器人模型文件
确保拥有描述机器人的URDF或SDF格式的模型文件。这些文件定义了机器人的物理属性以及传感器配置。

#### 编写Launch文件来加载机器人到Gazebo中
编写一个launch脚本用于发布静态tf变换、spawn机器人实体至Gazebo场景内，并设置必要的参数以便于控制和服务调用能够正常工作。下面是一个简单的Python风格launch文件例子：

from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument, IncludeLaunchDescription
from launch.substitutions import TextSubstitution
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory


def generate_launch_description():
    pkg_gazebo_ros = get_package_share_directory('gazebo_ros')
    
    return LaunchDescription([
        # 设置路径变量指向包含urdf/sdf文件的位置
        DeclareLaunchArgument(
            'model', default_value=TextSubstitution(text='my_robot_model'),
            description="Path to the robot's urdf file"
        ),
        
        # 加载gazebo节点
        IncludeLaunchDescription(
            PythonLaunchDescriptionSource([pkg_gazebo_ros, '/launch/gzserver.launch.py']),
        )
    ])

此段代码片段展示了如何通过`DeclareLaunchArgument`声明自定义参数，如指定要使用的机器人模型；并通过`IncludeLaunchDescription`引入其他launch文件实现更复杂的功能组合。

#### 使用rviz可视化数据流
安装好Rviz之后可以通过以下方式开启它来进行实时监控：

rviz2

在Rviz界面里添加相应的显示插件比如激光雷达扫描图(LaserScan), 点云(PointCloud)，轨迹(Trajectory)等以直观查看来自仿真的感知信息。

#### 控制回路设计
对于闭环控制系统而言，通常还需要搭建消息传递机制使得上层应用能向底层硬件发送指令同时也接收反馈信号完成整个动作循环过程。这可能涉及到订阅者/发布者的创建，服务端口暴露等功能模块的设计开发。

ros18.04gazebo RVIZ下载

### 下载与配置适用于Ubuntu 18.04的Gazebo和RViz

对于希望在Ubuntu 18.04上安装与ROS兼容版本的Gazebo和RViz而言，遵循官方推荐的方法可以确保软件包之间的最佳兼容性。

#### 安装ROS Melodic Morenia

由于Ubuntu 18.04通常搭配的是ROS Melodic Morenia版本，在开始之前确认已经正确安装了Melodic。这一步骤至关重要，因为后续操作依赖于ROS的基础环境设置[^1]。

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
sudo apt-key adv --keyserver hkp://ha.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
sudo apt update
sudo apt install ros-melodic-desktop-full

#### 更新并初始化ROS环境变量

为了使新安装的命令可用，需更新当前shell会话中的环境变量：

source /opt/ros/melodic/setup.bash

建议将上述`source`指令添加至用户的`.bashrc`文件中以便每次登录自动加载。

#### 安装Gazebo Simulation Environment

针对Ubuntu 18.04, 推荐使用的Gazebo版本为9.x系列，该版本已预先集成到了ROS Melodic之中。因此只需通过apt工具即可完成安装:

sudo apt-get install ros-melodic-gazebo-ros-pkgs ros-melodic-gazebo-ros-control

此过程不仅包含了基本模拟器组件还涵盖了用于机器人控制的支持库[^2]。

#### 设置RViz Visualization Tool

RViz作为ROS自带的强大可视化工具，默认情况下随同`desktop_full`变体一同被安装。如果单独需要，则可以通过如下方式获取最新稳定版：

sudo apt-get install ros-melodic-rviz

至此，已完成对Gazebo及RViz两个重要开发工具链的部署工作。接下来可以根据具体项目需求进一步扩展功能模块或调整参数设定[^3]。