步骤 8：手动速度控制

前置条件：完成步骤 7。 本步目标：用命令行直接发布 /cmd_vel，验证前进、旋转、停车和方向。 预计时间：20-30 分钟。

1. 理解 cmd_vel

geometry_msgs/Twist 包含线速度和角速度：

linear:
  x: 0.3
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.6

对于平面移动机器人，一般只使用：

  • linear.x：前后速度，正值为前进；
  • angular.z：航向角速度，正值为左转。
graph LR C[rostopic pub] --> T[/cmd_vel/] T --> D[diff_drive 插件] D --> R[左右轮速度] R --> G[Gazebo 物理运动]

2. 前进控制 

rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist \
  "{linear: {x: 0.3, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}}"

预期：

  • 左右轮同速向前；
  • 机器人向前运动；
  • /odom 中 linear.x 接近 0.3；
  • odom -> base_link 的位置向前变化。

按 Ctrl+C 停止发布后，机器人应减速停止。

3. 旋转控制

正向角速度：

rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist \
  "{linear: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.6}}"

预期：

  • 机器人原地逆时针旋转；
  • 左轮向后或减速，右轮向前或加速；
  • /odom 的朝向角变化；
  • TF 中机器人朝向发生变化。

负角速度：

rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist \
  "{linear: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: -0.6}}"

机器人应顺时针旋转。

4. 组合运动

边前进边左转：

rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist \
  "{linear: {x: 0.25, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.5}}"

组合运动理论半径为：

本命令对应约 0.5 m 的转弯半径。

停止：

rostopic pub -1 /cmd_vel geometry_msgs/Twist \
  "{linear: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}}"

5. 方向诊断

现象 可能原因 处理
前进变后退 左右轮轴向反 检查车轮 axis 和轮子朝向
左转变右转 左右轮关节互换 交换 leftJoint 和 rightJoint
原地打滑 摩擦力不足或力矩过高 调整摩擦参数和力矩
速度明显不符 轮径与插件不一致 统一 wheel_diameter 和模型
停止很慢 加速度限制较大 降低 wheelAcceleration

不要通过修改控制系数来掩盖模型方向错误。模型方向和插件参数正确后，控制节点才有意义。

6. 本步验收

  • [ ] 正向线速度让机器人前进；
  • [ ] 正向角速度让机器人逆时针旋转；
  • [ ] 负角速度让机器人顺时针旋转；
  • [ ] 组合速度形成圆弧轨迹；
  • [ ] Ctrl+C 后机器人能够停止；
  • [ ] 能根据现象判断是模型、插件还是控制问题。