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大家好，我是小鱼，最近有些偷懒了，对了，ROS2的第一个五年支持版本发布了，动手学ROS2相关课程和文档也开始正式迁移至Humble版本啦~
本节是拓展章节，主要讲解一下如何给FishBot添加一个超声波传感器。
在实际的机器人开发过程中，我们可能会利用超声波传感器实现实时避障的功能，毕竟超声波的价格相较于激光雷达要便宜很多（便宜的几块钱）。
所以本节我们来说一下如何使用ROS2+Gazebo来仿真超声波传感器。
百科来一段：
超声波传感器是将超声波信号转换成其它能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
接着看看长什么样子：
便宜的就长这样子，一共两个头，一个头用于发送波，一个头接收波。这个还稍微高级一点，带一个光敏电阻，可以为超声波数据做一些补偿。
超声波传感器原理是什么呢？
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距离=(发送时间-接收时间)*速度/21.看了超声波的原理，你有没有发现和前面的激光雷达传感器是一样的，是的，所以超声波传感器插件和激光雷达传感器插件在Gazebo插件中是同一个：
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libgazebo_ros_ray_sensor.so1.直接上配置，接着再解释
超声波总要装在机器人身上某个位置，所以我们先添加一个关节和Joint，为了省事，link我们就只写个名字，你如果有需要可以按照前面的章节那样添加一下。
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1.2.3.4.5.6.7.添加完了关节，我们就可以配置gazebo的插件了，gazebo插件配置如下
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0 0 0 0 0 0 true 5 5 1 -0.12 0.12 5 1 -0.01 0.01 0.02 4 0.01 gaussian 0.0 0.01 ~/out:=ultrasonic_sensor_1 sensor_msgs/Range ultrasound ultrasonic_sensor_link 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.
添加完成后就可以编译测试下代码
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colcon build --packages-select fishbot_descriptionsource install/setup.bash1.2.
登录后复制ros2 launch fishbot_description gazebo.launch.py1.没有物体的前面可以放个东西，因为本节是后面补充的，所有小鱼这里有个墙。
打开终端，输入下面指令
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ros2 topic list ros2 topic info /ultrasonic_sensor_1ros2 topic echo /ultrasonic_sensor_11.2.3.不出意外可以看到下面的数据
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header: stamp: sec: 4458 nanosec: 1000000 frame_id: ultrasonic_sensor_linkradiation_type: 0field_of_view: 0.23999999463558197min_range: 0.019999999552965164max_range: 4.0range: 2.67982196807861331.2.3.4.5.6.7.8.9.10.
这里的range就是fishbot到墙之间的距离：2.67982
我们来讲一讲超声波传感器的数据类型sensor_msgs/msg/Range
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# ros2 topic info /ultrasonic_sensor_1Type: sensor_msgs/msg/RangePublisher count: 1Subscription count: 01.2.3.4.
你可以使用ros2 interface show sensor_msgs/msg/Range看到详细的解释，我们翻译一下
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# Single range reading from an active ranger that emits energy and reports# one range reading that is valid along an arc at the distance measured.# This message is not appropriate for laser scanners. See the LaserScan# message if you are working with a laser scanner.## This message also can represent a fixed-distance (binary) ranger. This# sensor will have min_range===max_range===distance of detection.# These sensors follow REP 117 and will output -Inf if the object is detected# and +Inf if the object is outside of the detection range.std_msgs/Header header # timestamp in the header is the time the ranger # returned the distance reading# Radiation type enums# If you want a value added to this list, send an email to the ros-users listuint8 ULTRASOUND=0uint8 INFRARED=1uint8 radiation_type # 传感器射线类型 # (sound, IR, etc) [enum]float32 field_of_view # 距离数据对应的弧[rad]的大小，测量物体的范围介于 # -field_of_view/2 到 field_of_view/2 之间。 # 0 角度对应于传感器的 x 轴。float32 min_range # 最小范围值 [m]float32 max_range # 最大范围值 [m] # 固定距离需要 min_range==max_rangefloat32 range # 范围数据 [m] # (Note: values < range_min or > range_max should be discarded) # Fixed distance rangers only output -Inf or +Inf. # -Inf represents a detection within fixed distance. # (Detection too close to the sensor to quantify) # +Inf represents no detection within the fixed distance. # (Object out of range)1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.
结论，主要关注range就可以了。
Add ->By topic->Range
本节主要介绍了如何对超声波传感器进行仿真，在导航的过程中我们通常把超声波放到一个代价地图中进行使用。所以学习其仿真还是很有用的。
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