2025年9月17日 星期三

分拆 GIF 並列出變紅球裡的字母

 我可以做到,但你上傳的是一張靜態影像(單一畫格)。

若要「分拆 GIF 並列出變紅球裡的字母」,請上傳原始 GIF 動畫檔;

我就能直接替你跑分析。


先給你本地操作的做法:

一、把 GIF 分拆成多張圖片 - 使用 ffmpeg - 建資料夾 frames - 指令:ffmpeg -i input.gif -vsync 0 frames/frame_%03d.png - 或使用 ImageMagick - 指令:magick input.gif -coalesce frames/frame_%03d.png 二、自動找出變紅的球,並讀取球內字母(Python) 前置: - 安裝套件:pip install opencv-python numpy pytesseract pillow - 安裝 Tesseract OCR - macOS: brew install tesseract - Ubuntu: sudo apt-get install tesseract-ocr - Windows: 安裝程式並把 tesseract.exe 路徑加到 PATH 程式(將它存為 find_red_letters.py;frames 內已是分拆後的 PNG): - 這段會: 1) 用第一張畫格找出 4×4 的圓位置並對每個圓做一次 OCR,得到每個格子的字母 2) 逐格逐畫格檢查是否變成紅色 3) 列出「首次變紅的順序」與「所有曾變紅的字母(去重)」;並輸出標註圖以便確認 from pathlib import Path import cv2, numpy as np, pytesseract frames_dir = Path("frames") frame_files = sorted(frames_dir.glob("frame_*.png")) assert frame_files, "frames 資料夾是空的" def read_img(p): return cv2.imread(str(p), cv2.IMREAD_COLOR) # 1) 在第一張畫格找 4×4 圓位置(用霍夫圓或以格點自動分群) first = read_img(frame_files[0]) gray = cv2.cvtColor(first, cv2.COLOR_BGR2GRAY) gray = cv2.medianBlur(gray, 5) # 依影像大小,調整 param1/param2/minRadius/maxRadius circles = cv2.HoughCircles(gray, cv2.HOUGH_GRADIENT, dp=1.2, minDist=first.shape[1]//8, param1=120, param2=40, minRadius=first.shape[1]//16, maxRadius=first.shape[1]//6) assert circles is not None and len(circles[0])>=16, "找不到足夠的圓,請調整霍夫參數" # 取前 16 顆,並依 y 再 x 排序,成 4x4 circs = np.round(circles[0][:, :3]).astype(int) # (x,y,r) circs = sorted(circs, key=lambda c:(c[1], c[0])) # 分成 4 列後各列再依 x 排序,避免 y 軸微抖動 rows = [sorted(circs[i*4:(i+1)*4], key=lambda c:c[0]) for i in range(4)] circs = [c for row in rows for c in row] # 依格序 0..15 # 2) 先在第一張畫格 OCR 出每個圓的字母 def crop_circle(img, x,y,r, pad=0.85): rr = int(r*pad) y1,y2 = max(0,y-rr), min(img.shape[0], y+rr) x1,x2 = max(0,x-rr), min(img.shape[1], x+rr) crop = img[y1:y2, x1:x2] mask = np.zeros(crop.shape[:2], np.uint8) cv2.circle(mask, (crop.shape[1]//2, crop.shape[0]//2), rr, 255, -1) bg = np.full_like(crop, 255) crop = np.where(mask[...,None]==255, crop, bg) # 圓外白底 return crop letters = [] for (x,y,r) in circs: patch = crop_circle(first, x,y,r) grayp = cv2.cvtColor(patch, cv2.COLOR_BGR2GRAY) grayp = cv2.threshold(grayp, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY+cv2.THRESH_OTSU)[1] # 單字母識別 config = "--psm 10 -c tessedit_char_whitelist=ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" txt = pytesseract.image_to_string(grayp, config=config).strip().upper() if not txt: txt = "?" letters.append(txt) # 3) 逐畫格偵測該圓是否為紅色(HSV 兩段紅) def is_red_circle(img, x,y,r): patch = crop_circle(img, x,y,r) hsv = cv2.cvtColor(patch, cv2.COLOR_BGR2HSV) lower1 = np.array([0, 80, 80]); upper1 = np.array([10,255,255]) lower2 = np.array([170,80,80]); upper2 = np.array([180,255,255]) mask = cv2.inRange(hsv, lower1, upper1) | cv2.inRange(hsv, lower2, upper2) # 只統計圓內 circle_mask = np.zeros(mask.shape, np.uint8) rr = min(patch.shape[0], patch.shape[1])//2 cv2.circle(circle_mask, (patch.shape[1]//2, patch.shape[0]//2), rr, 255, -1) ratio = (mask & circle_mask).sum() / (circle_mask.sum()+1e-6) return ratio > 0.35 # 門檻可依實際調整 first_time_red = [] # 依首次變紅順序 seen = set() red_map = {i:[] for i in range(16)} # 每格在哪些畫格紅 for fi, fpath in enumerate(frame_files): img = read_img(fpath) turned = [] for i,(x,y,r) in enumerate(circs): if is_red_circle(img, x,y,r): red_map[i].append(fi) if i not in seen: seen.add(i) first_time_red.append((fi, i, letters[i])) turned.append(i) # 可選:輸出標註影像檢查 if turned: vis = img.copy() for i in turned: x,y,r = circs[i] cv2.circle(vis, (x,y), r, (0,0,255), 4) cv2.putText(vis, letters[i], (x-r, y-r), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.2, (0,0,255), 3) cv2.imwrite(str(frames_dir / f"annot_{fi:03d}.png"), vis) first_time_red.sort(key=lambda t:t[0]) # 依畫格順序 ordered_letters = [t[2] for t in first_time_red] unique_letters = sorted({t[2] for t in first_time_red}) print("首次變紅順序的字母:", "".join(ordered_letters)) print("曾變紅(去重)字母集合:", "".join(unique_letters)) print("各格位置對應字母(從上到下、左到右 4x4):", letters) 使用說明與調參: - 若找不到 16 顆圓,調整 Hough 圓參數 minDist、param2、minRadius、maxRadius。 - 若紅色偵測過嚴或過鬆,調整 HSV 門檻與 ratio 門檻(0.35)。 - Tesseract 若誤判,可把第一張畫格的 letters 改成你人工校正的字母清單,之後只靠顏色判斷即可。 附註:在你上傳的單張畫格中,4×4 的字母為: C O D E D E D K H C Y Q A M P V 但哪些有「變紅」必須看 GIF 動畫;請把 GIF 檔傳上來,我可以直接幫你跑出結果並列出紅球字母。

2025 年主流 API 可用模型分類整理

✅ 程式碼方式查詢

from openai import OpenAI client = OpenAI() models = client.models.list() for m in models.data: print(m.id)

📋 目前常見模型總覽(分類列出)

🔹 Chat / Text 模型

模型 ID說明
gpt-4o多模態模型(圖像+文字+語音)
gpt-4高準確度文字模型
gpt-4-turbo快取版本 GPT-4(便宜快)
gpt-3.5-turboCP 值高,適合輕量任務

🔹 Embedding 模型(轉向量)

模型 ID維度
text-embedding-3-large3072
text-embedding-3-small1536
text-embedding-ada-0021536

🔹 Whisper(語音轉文字)

模型 ID功能
whisper-1語音轉文字

🔹 TTS(文字轉語音)

模型 ID品質
tts-1普通
tts-1-hd高畫質

🔹 Fine-tuning(可微調)

模型 ID是否支援微調
gpt-3.5-turbo
davinci-002, babbage-002

🔹 停用舊模型(不可再用)

模型 ID備註
text-davinci-003舊版,已停用建議
curie, babbageGPT-3 系列,已停用



以下為 OpenAI API 主要模型的價格與 Token 限制(截至 2025 年中,依 OpenAI 定價頁):


🧠 Chat Models(對話模型)

模型上下文長度(tokens)輸入價格(每 1K tokens)輸出價格(每 1K tokens)
gpt-4o (2024/05)128,000$0.005$0.015
gpt-48,192 / 32,768$0.03$0.06
gpt-4-turbo (gpt-4-1106-preview 等)128,000$0.01$0.03
gpt-3.5-turbo (2023/06)4,096 / 16,385$0.0015$0.002

🧲 Embedding Models

模型名稱維度價格(每 1K tokens)
text-embedding-3-large3072$0.00013
text-embedding-3-small1536$0.00002
text-embedding-ada-0021536$0.0001

👁️‍🗨️ Vision(影像輸入)

模型支援圖像價格(約略)
gpt-4o同上:依輸入 token / output token 計費
gpt-4-vision-preview視覺輸入計價為:每張圖約 $0.01~$0.02(根據解析度)

🔉 Whisper(語音轉文字)

模型價格(每分鐘音訊)
whisper-1$0.006 / minute

🔊 TTS(文字轉語音)

模型品質等級價格(每 1K characters)
tts-1標準$0.015
tts-1-hd高品質$0.030

📌 Token 定義提醒

1 token ≈ 4 個英文字母(或 0.75 個中文字)
例如:「用一句話說明 ROS」大約 10–12 tokens


如需特定模型版本(如 gpt-4.1-minigpt-3.5-turbo-0125)定價,需查詢 OpenAI 帳號的對應方案或企業合約。


gpt-4-0613

gpt-4

gpt-3.5-turbo

gpt-audio

gpt-5-nano

gpt-audio-2025-08-28

gpt-realtime

gpt-realtime-2025-08-28

davinci-002

babbage-002

gpt-3.5-turbo-instruct

gpt-3.5-turbo-instruct-0914

dall-e-3

dall-e-2

gpt-4-1106-preview

gpt-3.5-turbo-1106

tts-1-hd

tts-1-1106

tts-1-hd-1106

text-embedding-3-small

text-embedding-3-large

gpt-4-0125-preview

gpt-4-turbo-preview

gpt-3.5-turbo-0125

gpt-4-turbo

gpt-4-turbo-2024-04-09

gpt-4o

gpt-4o-2024-05-13

gpt-4o-mini-2024-07-18

gpt-4o-mini

gpt-4o-2024-08-06

chatgpt-4o-latest

o1-mini-2024-09-12

o1-mini

gpt-4o-realtime-preview-2024-10-01

gpt-4o-audio-preview-2024-10-01

gpt-4o-audio-preview

gpt-4o-realtime-preview

omni-moderation-latest

omni-moderation-2024-09-26

gpt-4o-realtime-preview-2024-12-17

gpt-4o-audio-preview-2024-12-17

gpt-4o-mini-realtime-preview-2024-12-17

gpt-4o-mini-audio-preview-2024-12-17

o1-2024-12-17

o1

gpt-4o-mini-realtime-preview

gpt-4o-mini-audio-preview

o3-mini

o3-mini-2025-01-31

gpt-4o-2024-11-20

gpt-4o-search-preview-2025-03-11

gpt-4o-search-preview

gpt-4o-mini-search-preview-2025-03-11

gpt-4o-mini-search-preview

gpt-4o-transcribe

gpt-4o-mini-transcribe

o1-pro-2025-03-19

o1-pro

gpt-4o-mini-tts

o3-2025-04-16

o4-mini-2025-04-16

o3

o4-mini

gpt-4.1-2025-04-14

gpt-4.1

gpt-4.1-mini-2025-04-14

gpt-4.1-mini

gpt-4.1-nano-2025-04-14

gpt-4.1-nano

gpt-image-1

codex-mini-latest

gpt-4o-realtime-preview-2025-06-03

gpt-4o-audio-preview-2025-06-03

o4-mini-deep-research

o4-mini-deep-research-2025-06-26

gpt-5-chat-latest

gpt-5-2025-08-07

gpt-5

gpt-5-mini-2025-08-07

gpt-5-mini

gpt-5-nano-2025-08-07

gpt-3.5-turbo-16k

tts-1

whisper-1

text-embedding-ada-002





2025年9月15日 星期一

Flask API 介面規劃(mongoDB) drive

 

Flask API 介面規劃

您的 Flask 應用程式 (flask-app) 將作為一個 RESTful API 伺服器,提供一組標準的 HTTP 方法(GET, POST, PUT, DELETE)來對 MongoDB 中的資料進行操作。

API 端點 (Endpoints) 範例

假設您要管理一個名為 documents 的文件集合,您可以設計以下 API 端點:

HTTP 方法端點 (Endpoint)功能說明
POST/api/documents建立新文件:接收一個 JSON 格式的檔案資料,將其儲存到 MongoDB。
GET/api/documents/<file_id>查詢指定文件:根據文件的唯一 ID (file_id) 從 MongoDB 檢索並返回單個文件資料。
GET/api/documents查詢所有文件:從 MongoDB 檢索並返回所有文件的列表。可以加上過濾或分頁參數(例如 /api/documents?page=1)。
PUT/api/documents/<file_id>更新文件:根據文件的 ID,接收更新後的 JSON 資料,並更新 MongoDB 中的對應文件。
DELETE/api/documents/<file_id>刪除文件:根據文件的 ID,從 MongoDB 中刪除對應的文件。

程式碼和目錄結構

您的專案目錄 (eapp) 應該包含以下核心檔案:

eapp/
├── app.py           # 主要的 Flask 應用程式檔案
├── requirements.txt # 列出所有 Python 套件
└── ...

requirements.txt

這個檔案將列出所有 Python 專案所需的套件,特別是 Flaskpymongo (或 Flask-PyMongo)。

Flask
pymongo

app.py 程式邏輯

app.py 中,您需要處理以下邏輯:

  1. 連接到 MongoDB: 使用 pymongo 庫來建立與 MongoDB 的連接。連接字串會使用 MONGO_HOST 環境變數。

    Python
    import os
    from pymongo import MongoClient
    
    mongo_host = os.environ.get('MONGO_HOST', 'localhost')
    client = MongoClient(f'mongodb://{mongo_host}:27017/')
    db = client.your_database_name
    documents_collection = db.documents
    
  2. 定義 API 路由: 使用 @app.route 裝飾器來定義每個 API 端點,並編寫對應的處理函數。

    Python
    from flask import Flask, request, jsonify
    
    app = Flask(__name__)
    
    @app.route('/api/documents', methods=['POST'])
    def create_document():
        data = request.get_json()
        result = documents_collection.insert_one(data)
        return jsonify({"_id": str(result.inserted_id)}), 201
    
    # 這裡可以加入其他 GET, PUT, DELETE 路由
    
  3. 錯誤處理: 確保您的 API 在遇到錯誤時能返回有意義的 HTTP 狀態碼和錯誤訊息(例如,找不到文件時返回 404 Not Found)。

專案整合與部署

  1. Dockerfile: Dockerfile 將負責安裝 requirements.txt 中指定的套件,並將 app.py 複製到容器中。

  2. docker-compose up: 一旦您的程式碼和 Dockerfile 都準備好,只需在專案根目錄下執行 docker-compose up -d 命令,Docker Compose 就會自動:

    • 啟動 MongoDB 容器。

    • 根據 Dockerfile 建置 Flask 應用程式映像檔。

    • 啟動 Flask 應用程式容器,並將其連接到 MongoDB 服務。

    • 將主機的 5000 埠映射到 Flask 容器,使外部程式能夠透過 http://localhost:5000 呼叫您的 API。

這套設計模式提供了一個穩定、可擴展且易於維護的解決方案,

讓您能夠專注於 API 邏輯的開發,而無需擔心底層的基礎設施。

「Flask + MongoDB」REST API 最小實作與使用說明

 這是一套「Flask + MongoDB」REST API 最小實作與使用說明。

可直接套到你現有的 MongoDB docker-compose。

專案結構

flask-mongo-api/ ├─ app.py ├─ requirements.txt ├─ .env.example ├─ Dockerfile └─ docker-compose.yml # 可選;若你已有 mongodb compose,就只補一個 app 服務

requirements.txt

Flask==3.0.3 pymongo==4.8.0 python-dotenv==1.0.1

.env.example

FLASK_ENV=production PORT=8000 MONGO_URI=mongodb://mongo:27017/appdb DB_NAME=appdb COLL_NAME=items API_KEY=changeme123

Dockerfile

FROM python:3.12-slim WORKDIR /app COPY requirements.txt . RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt COPY app.py . ENV PORT=8000 EXPOSE 8000 CMD ["python", "app.py"]


docker-compose.yml(含 app 與 mongo,

若你已有 MongoDB,

只保留 app 區段並對上你的網路與環境變數)

version: "3.9" services: mongo: image: mongo:7 restart: unless-stopped ports: ["27017:27017"] volumes: - mongo_data:/data/db api: build: . depends_on: [mongo] environment: - MONGO_URI=mongodb://mongo:27017/appdb - DB_NAME=appdb - COLL_NAME=items - API_KEY=changeme123 - PORT=8000 ports: ["8000:8000"] restart: unless-stopped volumes: mongo_data:




啟動

cp .env.example .env # 可選 docker compose up -d --build # 或本機 pip install -r requirements.txt python app.py

範例資料格式

{ "title": "sample", "price": 1200, "tags": ["demo","v1"], "meta": {"brand":"abc","color":"black"} }

範例請求(curl)

# 健康檢查 curl -H "X-API-Key: changeme123" http://localhost:8000/health # 建立 curl -X POST http://localhost:8000/api/v1/items \ -H "Content-Type: application/json" -H "X-API-Key: changeme123" \ -d '{"title":"sample","price":1200,"tags":["demo","v1"]}' # 分頁查詢(全文 + 標籤 + 時間窗) curl -G http://localhost:8000/api/v1/items \ -H "X-API-Key: changeme123" \ --data-urlencode "q=sample" \ --data-urlencode "tag=demo" \ --data-urlencode "page=1" \ --data-urlencode "size=10" # 取單筆 curl -H "X-API-Key: changeme123" http://localhost:8000/api/v1/items/<_id> # 更新 curl -X PATCH http://localhost:8000/api/v1/items/<_id> \ -H "Content-Type: application/json" -H "X-API-Key: changeme123" \ -d '{"price":1399,"tags":["demo","v2"]}' # 刪除 curl -X DELETE -H "X-API-Key: changeme123" http://localhost:8000/api/v1/items/<_id> # 批次新增 curl -X POST http://localhost:8000/api/v1/items/bulk \ -H "Content-Type: application/json" -H "X-API-Key: changeme123" \ -d '[{"title":"a"},{"title":"b","tags":["x"]}]' # 聚合(每個 tag 的件數) curl -X POST http://localhost:8000/api/v1/items/aggregate \ -H "Content-Type: application/json" -H "X-API-Key: changeme123" \ -d '[{"$unwind":"$tags"},{"$group":{"_id":"$tags","count":{"$sum":1}}},{"$sort":{"count":-1}}]'

與你現有 MongoDB compose 整合

  • 若你已有 /mnt/data/docker-compose-mongodb.yml,保持該 mongo 服務不變。

  • 在你的 compose 加入 api 服務區塊,MONGO_URI 指向現有 mongo 服務名稱與資料庫名稱

  • 確保兩服務在同一個 docker network。

最小實務建議

  • 加 API_KEY 或反向代理層驗證。必要時加 JWT。

  • 對高頻欄位建立索引(已示範 created_at、tags、全文 q)。

  • 以 ISO8601 處理時間欄位。用 UTC。

  • 生產環境加備援連線字串與寫入關聯(Replica Set)。




2025年9月11日 星期四

twowheel_amr 機器人模擬環境 node and topic

  以下是針對 twowheel_amr 機器人模擬環境中的節點和主題的說明:

節點 (Nodes)

這些節點代表模擬環境中的各個軟體元件,負責特定的功能。

  • /gazebo: 這是 Gazebo 模擬器的主要節點,負責執行物理引擎、渲染和處理所有模擬事件。

  • /gazebo_ros_ray_sensor: 這是模擬世界中一個特定於 twowheel_amr 的雷射掃描感測器節點。通常用於 Gazebo 世界中,以模擬雷射掃描儀的行為。

  • /robot_state_publisher: 這個節點會讀取機器人的 URDF 檔案,並結合 /joint_states 主題發布的關節資訊,計算並發布每個機器人連桿的 3D 姿態。

  • /rqt_gui_py_node_10542: 這是 ROS 2 的圖形化工具 rqt 的實例。它提供了一個圖形介面來監控和除錯 ROS 2 系統。

  • /twowheel_amr/diff_drive_controller: 這個是 twowheel_amr 機器人的差速驅動控制器節點。它訂閱 /twowheel_amr/cmd_vel 主題的指令,並根據這些指令計算每個車輪的轉速,以驅動機器人在 Gazebo 中移動。

  • /twowheel_amr/gazebo_ros_imu_sensor: 這是 twowheel_amr 機器人的 IMU(慣性測量單元)感測器節點。它模擬 IMU 的行為並將數據發布到 /twowheel_amr/imu/data 主題。

  • /twowheel_amr/gazebo_ros_ray_sensor: 這是 twowheel_amr 機器人的雷射掃描感測器節點。它模擬雷射掃描儀的行為並將數據發布到 /twowheel_amr/scan 主題。


主題 (Topics)

這些主題是節點之間交換數據的管道。

  • /clock: 在模擬環境中,這個主題發布模擬時間,取代了系統時鐘。

  • /joint_states: 這個主題發布機器人所有關節的當前位置、速度和力矩,通常由 Gazebo 模擬器發布。

  • /parameter_events: ROS 2 內部主題,用於廣播節點參數的變化。

  • /performance_metrics: 內部主題,提供關於 ROS 2 系統效能的數據。

  • /robot_description: 包含機器人完整的 URDF 或 SDF 描述,供 robot_state_publisher 等節點使用。

  • /rosout: ROS 2 的標準日誌主題,所有節點的日誌資訊都會發布到這裡。

  • /scan: 這是通用雷射掃描主題,可能與/gazebo_ros_ray_sensor節點相關,但由於有/twowheel_amr/scan主題,這個主題可能已經不再活躍使用。

  • /tf 與 /tf_static: 這些主題發布動態和靜態的座標轉換資訊,用於描述機器人連桿、感測器和世界坐標系之間的關係。

  • /twowheel_amr/cmd_vel: 這是指令速度主題,用於遠程控制 twowheel_amr 機器人。當您發布訊息到這個主題時,diff_drive_controller 會讀取並據此移動機器人。

  • /twowheel_amr/imu/datatwowheel_amr 機器人 IMU 感測器發布的數據,通常包含加速度和角速度資訊。

  • /twowheel_amr/scantwowheel_amr 機器人雷射掃描感測器發布的數據,通常用於建圖或避障。

工作流從 gazebo_ros 轉換到 ros_gz_sim

 

ROS 2 啟動 Gazebo 之後,您可以使用 ros2 run 指令,透過 gazebo_ros 套件中的 spawn_entity.py 工具來載入 URDF 檔案。


載入 URDF 到 Gazebo 的指令

要將名為 twowheel.urdf 的 URDF 檔案載入到 Gazebo Sim 中,標準的 ROS 2 指令格式如下:

ros2 run gazebo_ros spawn_entity.py -entity twowheel_amr -file /path/to/your/twowheel.urdf -x 0 -y 0 -z 0

指令參數說明

  • ros2 run gazebo_ros spawn_entity.py: 這是用來執行 gazebo_ros 套件中,負責產生實體的 Python 腳本。

  • -entity twowheel_amr: 指定您要產生的實體名稱。這在 Gazebo 內部會被用作模型的名稱。

  • -file /path/to/your/twowheel.urdf: 指定您 URDF 檔案的完整路徑。 非常重要:您需要將 /path/to/your/ 替換為 twowheel.urdf 檔案在您系統中的實際路徑。

  • -x 0 -y 0 -z 0: 這是可選參數,用來設定模型在 Gazebo 世界中的初始位置。您可以根據需要調整這些值。

備註

  • 環境變數: 為了確保 ros2 指令能找到 gazebo_ros 和其他 ROS 2 套件,請確認您已在終端機中 source 過您的工作空間設定檔 (setup.bash)。

  • Gazebo Sim 運行中: 這個 spawn_entity.py 指令需要 Gazebo Sim 已經在運行中才能成功執行。您通常會先使用一個 launch 檔案啟動 Gazebo,然後在另一個終端機中執行此 spawn 指令。

  • URDF 檔案: 確保您的 twowheel.urdf 檔案內容有效且沒有錯誤。如果 URDF 本身有問題,Gazebo 可能會無法正確載入模型並給出錯誤訊息。




gazebo_ros 是針對 Gazebo 9 (舊版) 和 Gazebo Classic 設計的

而 ros_gz_sim 則是針對新的 Gazebo (GZ) Sim 所設計的

且是 ROS 2 官方推薦的整合方式。

這兩者是不同的套件,提供了不同 Gazebo 版本的 ROS 2 橋接功能。


為什麼推薦使用 ros_gz_sim

  • 官方支持ros_gz_sim 是 Gazebo 專案的官方橋接工具,旨在提供 Gazebo Sim 與 ROS 2 之間的無縫整合。

  • 新功能與效能: Gazebo Sim (或稱 GZ Sim) 提供了許多相較於舊版 Gazebo 的新功能和效能改進,例如更現代的物理引擎和渲染技術。

  • 跨平台相容性ros_gz_sim 提供了 ROS 2 和 Gazebo Sim 之間的通用橋接,可用於任何 ROS 2 支援的平台。

如何將您的工作流從 gazebo_ros 轉換到 ros_gz_sim

您需要將原先使用 gazebo_ros 的命令和啟動檔案替換成 ros_gz_sim 對應的工具。

1. 安裝 ros_gz_sim 套件

您需要先安裝 ros_gz_sim 橋接套件,確保其版本與您的 ROS 2 和 Gazebo Sim 版本相容。

Bash
sudo apt-get install ros-<distro>-ros-gz-sim

將 <distro> 替換為您的 ROS 2 版本,例如 humble 或 iron

2. 啟動 Gazebo Sim

您可以使用 ros_gz_sim 提供的啟動檔案來開啟 Gazebo Sim。

Bash
ros2 launch ros_gz_sim_demos gz_sim.launch.py

這會開啟一個空的 Gazebo 世界。您也可以指定一個世界檔案來啟動 Gazebo:

Bash
ros2 launch ros_gz_sim_demos gz_sim.launch.py gz_args:="-r /path/to/your/world.sdf"

3. 載入模型

ros_gz_sim 使用 ros_gz_sim 套件中的 create 節點來產生實體,而不是舊版的 spawn_entity.py。您通常會在啟動檔案中完成此步驟。

例如,在您的 .launch.py 檔案中加入以下內容:

Python
import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
    pkg_ros_gz_sim = get_package_share_directory('ros_gz_sim')
    
    # 載入 URDF/SDF 模型
    urdf_path = os.path.join(
        get_package_share_directory('your_robot_description_package'),
        'urdf',
        'twowheel.urdf'
    )
    
    spawn_entity_node = Node(
        package='ros_gz_sim',
        executable='create',
        output='screen',
        arguments=[
            '-file', urdf_path,
            '-name', 'twowheel_amr',
            '-x', '0',
            '-y', '0',
            '-z', '0.5'
        ]
    )
    
    return LaunchDescription([
        spawn_entity_node
    ])

總結:從 gazebo_ros 轉移到 ros_gz_sim 是正確且符合未來的方向。它需要您更改啟動指令和啟動檔案的內容,但能讓您使用最新版本的 Gazebo 和其提供的所有功能。





如何使用 ros_gz_sim 替代 gazebo_ros?

 

如何使用 ros_gz_sim 替代 gazebo_ros

要將 ros2 run gazebo_ros spawn_entity.py 轉換為 ros_gz_sim 的版本,

主要涉及將命令列執行方式改為啟動檔案 (Launch File) 的模式。

ros_gz_sim 提供了 create 節點來執行生成實體的功能,

但它通常作為 LaunchDescription 的一部分來使用。


以下是將您的 spawn_entity.py 命令轉換為 ros_gz_sim 啟動檔案的步驟。


步驟 1:建立啟動檔案

在您的 ROS 2 套件中,建立一個 Python 啟動檔案(例如 spawn_robot.launch.py)。這個檔案會定義如何啟動 Gazebo Sim 並生成您的機器人。

Python
# 文件名: spawn_robot.launch.py

import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
    # 這裡假設您的 urdf 檔案在名為 'your_robot_description' 的套件中
    # 您需要將 'your_robot_description' 替換為實際的套件名稱
    urdf_path = os.path.join(
        get_package_share_directory('your_robot_description'),
        'urdf',
        'twowheel.urdf'
    )
    
    # 啟動 Gazebo Sim 的命令
    # 這部分可以用 ros_gz_sim 提供的啟動檔案來替代,例如 ros_gz_sim_demos 中的 gz_sim.launch.py
    # 但這裡我們專注於生成實體的指令
    
    # 使用 ros_gz_sim 套件中的 'create' 節點來生成實體
    spawn_entity_node = Node(
        package='ros_gz_sim',
        executable='create',
        output='screen',
        arguments=[
            '-file', urdf_path,
            '-name', 'twowheel_amr',
            '-x', '0',
            '-y', '0',
            '-z', '0.5' # 建議從地面以上生成
        ]
    )
    
    return LaunchDescription([
        spawn_entity_node
    ])

步驟 2:執行啟動檔案

將 twowheel.urdf 放置在您的 ROS 2 套件的 urdf/ 目錄中,並將上述 spawn_robot.launch.py 檔案放置在 launch/ 目錄中。

然後,在終端機中,首先確保您的工作空間已載入:

Bash
cd ~/data/ros2_example_ws
source install/setup.bash

接下來,您可以執行您的啟動檔案來生成機器人:

Bash
ros2 launch your_robot_description spawn_robot.launch.py

請注意:此指令需要 Gazebo Sim 已經在運行中,才能成功將模型生成到模擬世界中。您可以在另一個終端機中,手動或透過其他啟動檔案來啟動 Gazebo Sim。


為什麼要這樣做?

  • 啟動檔案的優勢:在 ROS 2 中,使用啟動檔案是管理複雜節點和參數的標準方法。它提供了一種更結構化、更可重複的方式來啟動多個節點,而不是單獨執行命令。

  • ros_gz_sim 橋接ros_gz_sim 透過其 create 節點提供了與 Gazebo Sim 的無縫整合。這個節點會監聽 ROS 2 的服務呼叫,並將 URDF/SDF 檔案轉換成 Gazebo Sim 可以理解的實體。