课程介绍


预计完成时间:10分钟

1.9   模型操作

既然你已经了解了 Gazebo Sim 的用户界面如何工作,现在来学习如何操作模型/实体。

模型操作使用 变换控制(Transform Control)工具栏来完成。此外,也可以从插件下拉菜单中使用变换控制(Transform Control)插件,它将出现在右侧面板的底部。

选择模式(Select mode)

默认模式是选择模式(Select mode)。在此模式下,你可以点击选择场景中的实体。实体树(Entity Tree)会高亮显示所选实体以表示其被选中。要选择多个实体,请在单击时按住 Ctrl 键。在选择模式下,你不能操作实体。请注意,从任何其他模式按 Esc 键都可以轻松返回选择模式。

平移模式(Translate mode)

要在 Gazebo 中平移场景内的元素,请激活平移模式(translate mode)。可以通过单击左上角工具栏从左数第二个图标来实现。也可以加载变换控制(Transform Control)插件或按 T 键。在平移模式下,你可以仅沿 X、Y 和 Z 轴移动实体。

要启动平移过程,请在平移模式下点击任意实体,此时会显示代表可用移动轴的箭头。按照约定,红色箭头对应实体的 X 轴,绿色表示 Y 轴,蓝色表示 Z 轴。要重新定位实体,请单击并按住其中一个箭头,同时移动鼠标。

此外,如果你希望限制实体沿特定轴移动,可以在单击并拖动实体时按住 XYZ 键或它们的组合。无论你移动鼠标的方向或当前选择的轴如何,此约束都会生效。

旋转模式(Rotate mode)

进入旋转模式可以在 Gazebo Sim 中旋转场景内的任何实体。可以通过单击左上角工具栏从左数第三个图标、访问变换控制(Transform Control)插件或按键盘快捷键 R 来实现。

一旦进入旋转模式,你可以沿旋转的滚转(roll)、俯仰(pitch)和偏航(yaw)轴操作实体。要启动旋转,请在旋转模式下单击实体,此时会显示代表可用旋转轴的圆圈。红色圆圈表示滚转(roll,绕 X 轴旋转),绿色表示俯仰(pitch,绕 Y 轴旋转),蓝色表示偏航(yaw,绕 Z 轴旋转)。要执行旋转,请单击并按住任意一个圆圈同时移动鼠标,使实体围绕所选轴旋转。

相对于世界坐标系平移和旋转元素

实体在旋转后可能不会与世界坐标系对齐。要沿世界坐标系轴临时平移实体,请在平移模式下选择该实体并按住 Shift 键。请注意这种重新对齐不是永久的:按住 Shift 时,你可以沿世界坐标系轴移动实体,但释放按键后,它将恢复到原始的本地参考系。

同样的原理适用于实体的局部旋转参考系:旋转后实体的局部轴可能不与世界坐标系对齐。要沿世界坐标系轴平移实体,可以暂时按住 Shift 键实现。同样,这种重新对齐不是永久的;你可以在按住 Shift 时移动实体,但释放按键后,它将恢复到原始的本地参考系。

输入自定义捕捉值(Enter custom snap values)

在执行平移或旋转操作时,你可以按住 Ctrl 键然后单击并拖动来将实体的移动对齐到预定义的增量。默认情况下,平移捕捉值设置为 1 米,旋转捕捉值设置为 45 度

平移捕捉将与世界坐标系对齐,而旋转捕捉将与对象的当前方向对齐。

可以通过选择左上角工具栏中的"输入自定义捕捉值"图标或使用变换控制插件来自定义捕捉值。要调整数值,请高亮显示所需值,输入新值并按回车。设置新值后,单击"捕捉值(Snap values)"窗口外部以返回主界面窗口。

即使模型未与世界坐标系对齐,你也可以尝试同时按住 Shift 和 Ctrl 来沿世界坐标系捕捉模型。

将捕捉值应用到网格(Set snap values to the grid)

一旦使用"输入自定义捕捉值"图标设置了新的"捕捉值(Snap values)",请单击此"将捕捉值应用到网格(Set snap values to grid)"图标来更新世界,使实体可以使用新的自定义捕捉值。

组件检查器插件(Component Inspector plugin)

此插件允许你选择一个实体及其相关属性,如位姿(pose)、风效果、静态状态等。该插件还提供有关世界重力场和磁场的信息。

展开位姿(Pose)属性将显示所选对象的坐标。这些值会在模拟运行过程中随着对象被重新定位(通过平移或旋转)而动态更新。

此外,你可以暂停该插件,防止模拟运行时对象在检查器中的位姿值更新。

另外,组件检查器可以锁定到一个对象上,允许你同时打开另一个组件检查器来监视不同的对象。

视角插件(View Angle plugin)

要选择视角(View Angle)插件,请打开插件的下拉菜单。你可以滚动查找或输入"View Angle"快速定位。

视角(View Angle)插件允许你在场景中选择你的观察视角。你可以相对于选定的实体选择视角角度,如果没有选中实体则相对于世界坐标系。预定义的视角包括顶部、左侧、右侧和底部等选项,便于快速切换到这些视角。

你会在插件中找到一个"主页(home)"图标,它允许你立即返回模拟场景加载时的原始视图位姿。

该插件还允许你选择多个实体,使你能够设置一个同时面向它们的视角。

对齐工具(Align Tool)

要访问对齐工具(Align Tool)插件,请打开插件的下拉菜单。你可以滚动查找或输入"Align Tool"快速定位。对齐工具(Align Tool)用于将模型沿另一个模型或任何具有边界框的实体的边界框进行对齐。

请注意相对于(Relative to)下拉菜单。如果选择第一个(First),请使用 Ctrl+ 单击选择两个模型(确保处于选择模式)。然后将鼠标悬停在任何对齐工具按钮上,以预览第二个模型将如何与所选的第一个模型沿其 X、Y 或 Z 轴对齐(取决于你点击的位置)。

另外请注意,对于每个轴,你会看到三个图标,分别将第二个模型与第一个模型的左侧、中心或右侧对齐。将鼠标悬停在这些图标上可以预览按此方式对齐后模型最终的位置。要确认特定对齐方式,请单击所需的图标。

还有一个反向(Reverse)复选按钮。选中后可启用围绕模型边界框外边界的对齐。此功能对于精确地将对象彼此相邻放置特别有用。

对齐工具的一个优势功能是可以同时对齐多个模型。使用 Ctrl+ 单击选择多个模型。你可以在"相对于:"下拉菜单中选择"第一个(First)"或"最后一个(Last)"来选择要对齐到的实体。

- 练习 1.3.1 -

在场景中添加三个新对象。使用形状工具栏放置新模型,或通过复制-粘贴现有模型。

实体树(Entity Tree)中选择模型,并使用模型名称旁边的下拉箭头展开模型属性。

使用组件检查器(Component Inspector)查看模型的属性。

  1. 使用位姿(Pose)属性更改一个模型的位置。
  2. 使用材质(Material)属性更改另一个模型的颜色。

使用对齐工具(Align Tool)插件将模型排列成一行或一列。

本练习没有参考答案,请利用此时间进行练习,确保你理解世界坐标系参考系。

—— 练习 1.3.1 结束 ——