はじめに
ROS, Gazeboに車両モデルを導入したい！
調べてみると，次の2つのモデルが確認できました。
- Toyota prius
- Ford Escape (CAT Vehicle)
前者のpriusはOpen Source Robotics Foundation (OSRF）が公開しており，GAZEBOモデルのリポジトリにも入っています。トヨタとOSRFが連携したとかいうニュースがあったので，それ関係で作られたと思います（たぶん）。後者のCAT VehicleはCPS-VO（Cyber-Physical Systems Virtual Organization）という組織が作ったものらしいのですが，2017年以降の情報がなく，さらにIndigoにしか対応していないようで，ここをみるとKineticでコンパイルできないと書いていました。
私はKineticを使いたいので，priusを導入しようとしたのですが，このモデルはROS Kineticをフルインストールした時についてくるGabezo7には対応しておらず，Gazebo8以降のバージョンを導入する必要があります。そこで，本記事では，Gazebo7をアンインストールして，Gazebo8, またはGazebo9をインストールします。そのあとで，priusモデルの入ったcar_demoというパッケージを動かしてみます。
動かしてみた結果が下の動画です。左側がGazebo，右側がrvizの画面にそれぞれ対応します。車両の移動に伴って，LiDARの点群やカメラ画像が変化している様子が確認できます。
想定環境
- Ubuntu 16.04 LTS
- ROS Kinetic
- Gazebo7(作業前) -> Gazebo8, 9 (作業後)
注意事項
Gazeboのバージョンアップはリスキーです。自己責任でお願いします。Which combination of ROS/Gazebo versions to useを読んでおくといいと思います。
Warning!: Using this option, you won't be able to use any ROS Ubuntu package related to Gazebo from ROS deb repository. The equivalent of gazebo_ros_pkgs can be installed from debian packages, but all other software (such as turtlebot_gazebo) must be built from source. Thanks to catkin workspaces this is quite easy to do.
参考：car_demoとdocker起動について
詳しくは，公式のSimulated Car Demoを見てください。gitHubのリポジトリはosrf/car_demoになります。
なお，githubのREADMEに書いてある通り，これは仮想環境のdockerで動かせます。つまり，ローカルにROSやらGazeboやらが入っていなくても動かせるようになっています。しかし，2018年5月現在，ROSがnvidia-docker2に対応していないので，古いほうのnvidia-dockerを使う必要があります。お手軽に試してみたい人は，dockerと古いほうのnvidia-dockerを使ってやってみてください（bashファイルを2つ実行するだけで動きます）。本記事では，nvidia-docker2のダウングレードが嫌なので，頑張ってnative環境で動くようにします。
Gazeboのバージョンアップ作業
まず，GAZEBOに関するパッケージを削除します（過不足ない削除方法がわからなかったので適当です）。
$ sudo apt-get purge ros-kinetic-desktop-full
$ sudo apt-get purge ros-kinetic-gazebo*
$ sudo apt-get purge --auto-remove gazebo7
以下，バージョン別に書いていきます。
gazebo8のインストール
car_demoのDockerfileを参考にインストールしていきます（公式サイトでgazebo8を入れる方法が見つかりませんでした）。失敗したときは，元のDockerfileをみて足りなそうなものを入れていってください。
$ echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu `lsb_release -cs` main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list
$ sudo wget http://packages.osrfoundation.org/gazebo.key -O - | sudo apt-key add -
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y gazebo8 ros-kinetic-gazebo8-ros-pkgs
ターミナルでgazeboと打ち込んで，gazebo8が立ち上がればOK。
gazebo9のインストール
公式サイトの Install Gazebo using Ubuntu packages にしたがって，GAZEBOの最新版（執筆時はGAZEBO9）をインストールするシェルを実行します。
$ curl -ssL http://get.gazebosim.org | sh
私の環境では途中でエラーが起きました。どうもGPGキーを取得する箇所でサーバエラーが起きているようでした。いろいろ試しましたが，解決できなかったので，GPG error: http://packages.osrfoundation.orgを参考にGPGキーを直接取りに行きました。
$ echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu `lsb_release -cs` main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list
$ wget http://packages.osrfoundation.org/gazebo.key -O - | sudo tee apt-key add -
その後，冒頭のシェルをローカルに落としてきて，問題の行を削除したシェルを実行するとうまくいきました。
起動確認します。ターミナルでgazeboと打ち込んで，gazebo9が立ち上がればOK。
さらに，Which combination of ROS/Gazebo versions to useのUsing a specific Gazebo version with ROSの節を参考に，rosと連携するためのパッケージをインストールします(もう入っているかも)
$ sudo apt-get install ros-kinetic-gazebo9-ros-pkgs
$ sudo apt-get install ros-kinetic-gazebo9-ros-control
car_demo を native環境 でビルド・実行する
必要なパッケージをインストールして，car_demoリポジトリをクローンします。
# Dockerfileに書いてあるパッケージをインストール
sudo apt-get install ros-kinetic-fake-localization ros-kinetic-joy
# 実行時のエラー文を見る限りこれも必要らしいのでインストール
sudo apt-get install ros-kinetic-robot-state-publisher
# car_demoを落としてくる
git clone https://github.com/osrf/car_demo
rosのワークスペースを作ります（すでにある場合はそちらで作業してください）
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_init_workspace
作成したcatkin_ws/srcの中に，クローンしたcar_demo内のパッケージ(car_demo, prius_description, prius_msgs)をフォルダごと移動させます。Gazebo8を使っている場合は，そのままビルドできると思います。
$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make
gazebo9を使っている場合は，catkin_makeの前に追加作業が必要です(gazebo8の場合はここをスキップ）。インストール環境によって対応が異なるはずなので，根気よくエラーを潰していく必要があります。以下，私の環境で出たエラーとその対策（？）です。
- car_demo/CMakeLists.txt の find_package (gazebo 8 REQUIRED) の8を9に書き換える。
- car_demo/plugins/gazebo_ros_block_laser.cppがGAZEBOのバージョン違いの影響でエラーを吐き出してくる。gazebo_ros_block_laser.cpp no member GetSimTime #35などに書かれている。ひとまず2,3箇所ほどコメントアウトで対応。
-
ignition-msgs0がないため，エラーが起きていた。これのインストールが大変だった（未検証ですがignition-msgsのバージョンを書き換えるだけでいいかもしれません）。依存関係から，どうやら先にignition-math3とignition-toolをインストールする必要があるようです。その後，ignition-msgs0 をインストールします。インストール方法は，リンク先の対応するタグの圧縮ファイルを落としてきて，解凍し，解凍したフォルダ内で以下の操作をする。
mkdir bulid cd build cmake .. sudo make install
さて，catkin_makeに成功すれば，いよいよ起動です。
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
roslaunch car_demo demo.launch
冒頭のアニメーションのようなGazeboとrvizの画面が出てくれば成功です。joystickを繋いでいない場合，起動時にエラー文が出てきますが，特に問題はないです。joystickがなくても，キーボードのWASDを使って車両を操作できます。Gazeboの画面上で，priusの位置がわからない場合は，左側のパネルからpriusモデルを選択し，move toを押してください。車両までカメラが寄ってくれます。
マップはかなり広いので，いろいろ遊べそうです。
備考：citysimについて
car_demoの発展版といえるcitysimというプロジェクトがあります。こちらはGazebo9で動くようです。そのうち動かしてみようと思います。