0、什么是TurtleBot？
我自己的理解就是：TurtleBot是一款移動機器人，就是主要研究讓機器人自主決定應該想那個方向走，怎么繞過障礙物，最終到達目的地。與之對應還有很多機器人，比如google的機器人（主要是仿生，且不容易摔倒，摔倒了也能自己爬起來）。我喜歡的方向是機器視覺，主要目標是讓TurtleBot去感知環境，不會撞到障礙物，而且可以辨識目標。所以在TurtleBot上采用vSLAM技術，后面主要講的也是主要與之相關的。
1、本篇目標
TurtleBot實現簡單的目標跟蹤
1.1、概述
TurtleBot主要由3部分組成（從上到下）：Kinect2，筆記本，移動底座，最后加支架。
硬件不多說，這邊博客主要是講解中間重點部分軟件的安裝和測試。圖中標記的1,2,3，是后面講解的大致順序。
2、硬件，軟件環境
硬件：
- TurtleBot2（其實主要指的是kobuki移動底座和其支架）
- Microsoft Kinect2（注意我這使用的是Kinect2）
- 筆記本（根據需求自己選購）
軟件：
- 操作系統：Ubuntu
- 機器人操作系統：ROS
- 軟件庫：libfreenect2，iai_kinect2
3、系統、ROS安裝
在說安裝軟件之前簡單的說說TurtleBot機器人，這是TurtleBot的官網http://www.turtlebot.com/，里面有代理商，你可以去找。
下來當然是要安裝操作系統和ROS（機器人操作系統）。在這里需要注意的是：
- 建議安裝Ubuntu，因為ROS對它支持的比較好
- 要注意ROS的版本和Ubuntu的版本是有對應的，不是隨意的組合（我剛開始就在這吃虧了）
這兩東東的安裝，有兩種方式：
- 先安裝Ubuntu，在安裝ROS。至於怎么安裝Ubuntu，網上的資料很多（建議直接裝到真機上，不要用虛擬機，不是很好用）。
ROS安裝，ROS有很多版本供您選擇。但是要注意，只有ROS Indigo之后的才支持Kinect2。這是ROS的官網http://wiki.ros.org/。在這里有詳細的安裝教程。 - 簡單方式，直接使用別人封裝好的Ubuntu鏡像，因為這樣在Ubuntu上已經安裝好了ROS。（我采用的就是這種方式，Ubuntu14.04，ROS_Indigo）。鏡像的地址：http://wiki.ros.org/turtlebot/Tutorials/indigo/Turtlebot%20Installation
好了，經過這個步奏你應該已經裝好了這兩個軟件。你可以在終端中運行下面命令試試，看有沒有報錯：
roscore
如果沒有表示，你已經安裝好了。在這個基礎之上，你應該按照ROS官網教程配置自己的工作空間http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/InstallingandConfiguringROSEnvironment，我建議使用catkin方式。
4、Kinect2驅動安裝
需要做的事情有兩件：編譯安裝libfreenect2和iai_kinect2。幸運的是這兩個作者都在的github中寫了詳細的安裝過程。
- libfreenect2 https://github.com/OpenKinect/libfreenect2
- iai_kinect2 https://github.com/code-iai/iai_kinect2
其實上面說的不是非常的准確，libfreenect2是驅動Kinect2讓他工作的，我們只要編譯安裝好之后就不用管了。iai_kinect2其實是一個工具集，主要包括：1、相機標定工具；2、深度數據配准工具；3、libfreenect2和ROS之間的轉換工具，確切的說就是將Kinect2的數據流轉換給ROS，這樣我們就可以借助ROS上的工具對數據流進行處理了；4、查看數據流的工具
因為Kinect是RGBD相機，我們需要知道怎么將深度信息和彩色信息對應，知道這個對應的過程就叫做相機標定。在
https://github.com/code-iai/iai_kinect2/tree/master/kinect2_calibration
中有詳細的標定過程。下面簡單說說剛才說的那個“對應”的形式化表示：
$$
\left[
\begin{matrix}
u\
v\
1
\end{matrix}
\right]
= kR
\left[
\begin{matrix}
x\
y\
z
\end{matrix}
\right]
+T
$$
其中$u,v$表示對應的RGB圖像中的點，$x,y,z$表示與之對應的空間中的點，這個坐標原點在相機的鏡頭處。$R$是旋轉矩陣，$33$，$T$是平移向量，$31$。$R,T$就是我們求的對應關系。
在這一步你應該可以通過測試程序看到Kinect前的圖像，表示你已經安裝好Kinect2的驅動了，並且可以通過iai_kinect2將Kinect2的數據轉給ROS了。
若果有錯誤，請重新按照步奏再做一遍
5、測試ROS和TurtleBot底座通信是否正常
這里主要是硬件連接和終端命令執行。保證硬件連接正確后就以在在終端中執行命令了：
> roscore
然后打開底座的電源。
ctrl+alt+t新打開一個終端，執行下面命令：
> roslaunch turtlebot_bringup minimal.launch
再打開一個終端，執行下面命令：
> roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch
下來你就可以按照提示信息按相應的鍵遙控溜達你的機器人了（i：前進；，：后退；j：左轉；l:右轉；k:剎車）
注意：確保你機器人的電池有足夠的電量。
參考：http://learn.turtlebot.com/2015/02/01/6/
5.1、roslaunch turtlebot_bringup minimal.launch 異常處理
解決辦法如下：
- 如果出現異常情況，首先確認TurtleBot的移動底座的開關是否打開，筆記本和底座的連線是否連接完好
- 如果確認上面的沒有問題，還時出現下面的問題：
提示找不到設備，分析原因就可能是驅動不對。修改的beg的辦法就是查看源碼修改相應的參數：
我們執行的命令是：“roslaunch turtlebot_bringup minimal.launch”，那么我們就
> roscd turtlebot_bringup
進入“turtlebot_bringup”，然后
> cd launch
找到minimal.launch文件復制一份，並將其命名為“my_minimal.launch”。使用編輯將其打開
> gedit my_minimal.launch
可以看到代碼的第二行就是設置TurtleBot移動底座的類型，在代碼中提供了“create,roomba”兩種類型。但是我的是“kobuki”，我只在這里修改運行后報錯（改為
<include file="$(find turtlebot_bringup)/launch/includes/my_mobile_base.launch.xml">
具體怎么改，繼續往下看：
關閉當前文件，執行命令：
> cd includes
你就會發現mobile_base.launch.xml就在這里，打開mobile_base.launch.xml：
> cat mobile_base.launch.xml
查看源碼，發現在第四行，我們傳進來的base參數原來別加入到了路徑當中。路徑指的就是當前的路徑，你執行“ls”命令后就會發現有create和roomba文件夾，同時你也會看見有kobuki文件夾，進入kobuki文件夾，你會發現有“mobile_base.launch.xml”文件，將這個文件復制一份，並命名為“my_mobile_base.launch.xml”，然后將
<remap from="mobile_base/commands/velocity" to="cmd_vel"/>
的注釋去掉。要不然你用他的驅動底座后收不到“cmd_vel”話題下的消息。然后回退到上層目錄，將mobile_base.launch.xml復制一份，並且命名為：“my_mobile_base.launch.xml”。然后打開它，直接將
<include file="$(find turtlebot_bringup)/launch/includes/$(arg base)/mobile_base.launch.xml">
修改為：
<include file="$(find turtlebot_bringup)/launch/includes/kobuki/mobile_base.launch.xml">
然后打開底座電源，鏈接好線，執行(注意使用的是my_minimal.launch)：
> roscore
> roslaunch turtlebot_bringup my_minimal.launch
> roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch
現在你就可以溜達你的機器人了~~~
++++++++++++++++++++++++++++基本的環境已經配置好了++++++++++++++++++++++++++++
6、主程序
在基本的環境配置好了基礎之上，我們將處理從kinec2拿到的數據，然后向底座發命令，讓其執行響應的移動操作。
剛開始，我們當然不是從頭寫程序，而是先看別人的代碼然后進行響應的修改。首先推薦一本書（ros_by_example http://download.csdn.net/detail/a_cainiao_a/9477742），我們這里用的代碼都是這本書上的。先安裝必要的工具：
> sudo apt-get install ros-indigo-turtlebot-bringup \
ros-indigo-turtlebot-create-desktop ros-indigo-openni-* \
ros-indigo-openni2-* ros-indigo-freenect-* ros-indigo-usb-cam \
ros-indigo-laser-* ros-indigo-hokuyo-node \
ros-indigo-audio-common gstreamer0.10-pocketsphinx \
ros-indigo-pocketsphinx ros-indigo-slam-gmapping \
ros-indigo-joystick-drivers python-rosinstall \
ros-indigo-orocos-kdl ros-indigo-python-orocos-kdl \
python-setuptools ros-indigo-dynamixel-motor-* \
libopencv-dev python-opencv ros-indigo-vision-opencv \
ros-indigo-depthimage-to-laserscan ros-indigo-arbotix-* \
ros-indigo-turtlebot-teleop ros-indigo-move-base \
ros-indigo-map-server ros-indigo-fake-localization \
ros-indigo-amcl git subversion mercurial
然后克隆代碼：
> cd ~/catkin_ws/src
> git clone https://github.com/pirobot/rbx1.git
> cd rbx1
> git checkout indigo-devel
> cd ~/catkin_ws
> catkin_make
> source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
> rospack profile
下面我們就是將一些launch文件進行修改，我們修改的時候並不是在原文件上修改而是同名復制一份前面加“my_”的，例如原文件叫：“minimal.launch”,我們復制的就叫：“my_minimal.launch”。修改的主要內容是：修改數據流輸入的話題；下面我們只是說在復制后的文件中怎么改，去掉“my_”就是原文件名了。
> roscd rbx1_vision
> cd launch
> gedit my_face_tracker2.launch
將這兩句
<remap from="input_rgb_image" to="/camera/rgb/image_raw"/>
<remap from="input_depth_image" to="/camera/depth_registered/image_raw"/>
改為
<remap from="input_rgb_image" to="/kinect2/qhd/image_color"/>
<remap from="input_depth_image" to="/kinect2/sd/image_depth"/>
> roscd rbx1_apps
> cd launch
> gedit my_object_tracker.launch
將這句
<remap from="camera_info" to="/camera/rgb/camera_info"/>
改為
<remap from="camera_info" to="/kinect2/qhd/camera_info"/>
7、啟動主程序
啟動的時候每一句話一個終端，我在這就一塊給出了：
> roscore
> roslaunch turtlebot_bringup minimal.launch 或者 roslaunch turtlebot_bringup my_minimal.launch
> roslaunch kinect2_bridge kinect2_bridge.launch
> roslaunch rbx1_vision my_face_tracker2.launch
> roslaunch rbx1_apps my_object_tracker.launch
盡可能讓你的臉出現在視頻監視窗口中，並且讓程序找到你的臉，然后你左右移動，就會看到TurtleBot發生響應的轉動，因為這個程序盡可能的將你的臉放在畫面的中間。
