步骤 10：参数调整与故障排查

前置条件：完成步骤 9。 本步目标：能够修改机器人参数，并按模块定位常见仿真故障。 预计时间：60-90 分钟。

1. 模型参数调整

在 mybot.urdf.xacro 中修改：

参数 修改后需要同步检查
base_length 相机位置、碰撞体
base_width 车体碰撞和差速插件
base_height 支撑轮高度、生成高度
wheel_radius 插件轮径、初始 z、支撑轮
wheel_separation 插件轮距、左右轮关节 origin
wheel_offset_z 车轮是否触地

修改后应重新执行：

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

2. 传感器负载调整

传感器 高质量设置 低负载设置 影响
激光 720 点 / 20 Hz 180 点 / 5 Hz 扫描精细度与 CPU
相机 1280 x 720 / 60 Hz 320 x 240 / 15 Hz 图像质量与 GPU/CPU
相机视场 大 FOV 小 FOV 画面覆盖范围

查看 Gazebo 实时因子：

gz stats

也可以直接观察 Gazebo 窗口左下角显示的 Real Time Factor。

查看 ROS 话题消息频率：

rostopic hz /scan
rostopic hz /camera/image_raw

rostopic hz 只表示消息发布频率，不等于 Gazebo 实时因子。

如果 Gazebo 卡顿，先降低传感器负载，再检查物理步长。

3. 控制参数调整

参数 增大后的效果 风险
linear_speed 运动更快 打滑、轨迹误差大
angular_speed 转向更快 转弯过头、模型抖动
wheelTorque 加速更强 抖动、能耗高
wheelAcceleration 响应更猛 起步冲击
控制发布频率 更平滑 计算开销增加

建议先用低速度确认方向，再逐步提高速度。

4. 故障定位流程

flowchart TD A[机器人不动] --> B{/cmd_vel 有订阅者?} B -- 否 --> C[检查插件加载和话题名] B -- 是 --> D{轮子转动?} D -- 否 --> E[检查关节名、力矩、Gazebo 暂停] D -- 是 --> F{TF 更新?} F -- 否 --> G[检查 /odom、/joint_states、use_sim_time] F -- 是 --> H[检查控制方向、轮距、轮径和打滑]

如果一个话题不存在，先检查发布者，而不是立即改订阅者。

5. 故障表

现象 第一层 第二层 第三层
Gazebo 无模型 xacro 是否展开 spawn_model 日志 模型名和参数
模型下沉 生成高度 碰撞体尺寸 质量和惯性
机器人抖动 碰撞体复杂度 质量 控制器力矩
/cmd_vel 无人订阅 rostopic info 插件库 话题命名空间
机器人不动 Gazebo 暂停 关节名 力矩和方向
/odom 不动 轮子是否转 插件配置 轮径和轮距
TF 断裂 节点列表 /joint_states use_sim_time
激光无数据 /scan 话题 frame_name 量程和方向
相机无图像 话题 插件 场景光照和朝向
rviz 显示错误 TF 树 Fixed Frame Gazebo 与 rviz 的数据类型区别

6. 本步验收

  • [ ] 能修改一个模型尺寸并重新生成成功；
  • [ ] 能解释各传感器负载变化的影响；
  • [ ] 能按话题、TF、插件、模型顺序排查故障；
  • [ ] 能写出一次故障的“现象、证据、原因、修复”；
  • [ ] 能把调整后的参数重新验证通过。