步骤 7：首次启动与验证

前置条件：完成步骤 6。本步目标：第一次完整启动 Gazebo，验证模型、话题、TF 和传感器。预计时间：40-60 分钟。

1. 启动前检查
2. 启动仿真
3. Gazebo 现象
4. 话题验证
5. TF 验证
6. 传感器验证
7. 常见问题
8. 本步验收

1. 启动前检查

确认工作空间已编译：

cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash

单独检查 xacro：

xacro src/mybot_gazebo/urdf/mybot.urdf.xacro > /tmp/mybot.urdf
check_urdf /tmp/mybot.urdf

只有 xacro 和 URDF 检查通过后，再启动完整仿真。

2. 启动仿真

roslaunch mybot_gazebo mybot_gazebo.launch

如果只需要后台运行：

roslaunch mybot_gazebo mybot_gazebo.launch gui:=false

3. Gazebo 现象

正确启动后应看到：

Gazebo 世界加载；
机器人位于地面附近；
车身不会持续抖动、掉落或穿透地面；
左右轮和支撑轮与地面接触；
激光和相机模型固定在车体上；
终端没有“找不到插件”的持续错误。

如果模型出现但马上掉下去，先关闭 launch，调整生成位置和支撑轮高度，不要继续测试控制。

mybot 平台效果示意

虚拟机实际运行效果：

Gazebo 中运行 mybot 并检查 odom 频率

用 rqt_graph 可以确认 /joint_states 与 /odom 的连接关系：

rqt_graph 真实运行截图

4. 话题验证

source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
rosnode list
rostopic list | sort

重点确认：

话题	类型	发布者
`/cmd_vel`	`geometry_msgs/Twist`	控制节点或命令行
`/odom`	`nav_msgs/Odometry`	diff_drive 插件
`/joint_states`	`sensor_msgs/JointState`	差速插件
`/scan`	`sensor_msgs/LaserScan`	激光插件
`/camera/image_raw`	`sensor_msgs/Image`	相机插件
`/camera/camera_info`	`sensor_msgs/CameraInfo`	相机插件

检查具体连接：

rostopic info /cmd_vel
rostopic info /odom
rostopic info /scan
rostopic hz /odom
rostopic hz /scan
rostopic hz /camera/image_raw

如果 /cmd_vel 有发布者但没有订阅者，说明差速插件没有加载或话题名不一致。

5. TF 验证

rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree
rosrun tf tf_echo odom base_link
rosrun tf tf_echo base_link laser_frame
rosrun tf tf_echo base_link camera_link

预期 TF：

TF 坐标树效果示意

graph TD ODOM[odom] --> BASE[base_link] BASE --> LW[left_wheel_link] BASE --> RW[right_wheel_link] BASE --> CASTER[caster_link] BASE --> LASER[laser_frame] BASE --> CAMERA[camera_link]

判断标准：

tf_echo 不报 “Could not find transform”；
odom -> base_link 会随机器人运动变化；
base_link -> laser_frame 和 camera_link 保持固定；
TF 的时间戳与 /use_sim_time 一致。

6. 传感器验证

激光：

rostopic echo -n 1 /scan

确认 frame_id 为 laser_frame，ranges 有 360 个值。

相机：

rosrun rqt_image_view rqt_image_view

在下拉框中选择 /camera/image_raw。如果画面是空白，检查相机朝向，必要时在场景中添加物体。

7. 常见问题

现象	可能原因	处理
Gazebo 没有模型	spawn_model 失败	检查 xacro、robot_description
模型下沉	生成高度或惯性错误	调整 `-z` 和质量参数
模型抖动	碰撞体过复杂或质量太小	简化碰撞体，提高质量
`/cmd_vel` 无订阅者	diff_drive 未加载	检查插件库名和 Gazebo 日志
无 `/odom`	插件未启动或 joint 名错误	检查左右关节名
TF 断开	robot_state_publisher 未运行	检查 `/joint_states` 和节点列表
没有 `/scan`	激光插件或 frame 名错误	检查 `frame_name` 和 TF
相机黑屏	场景无光照或镜头朝向错误	检查 sun、相机安装方向

8. 本步验收

[ ] Gazebo 中机器人稳定站立；
[ ] rosnode list 中有状态发布器和 Gazebo 相关节点；
[ ] /odom、/scan、相机话题都存在；
[ ] TF 树完整且时间戳正常；
[ ] rqt_image_view 能看到图像；
[ ] 能通过话题和 TF 判断仿真是否启动成功。