ros21講古月居學習筆記無截圖全部跑通

【古月居】ros21講 https://www.bilibili.com/video/BV1zt411G7Vn?from=search&seid=765777793691750397

【代碼】https://github.com/tshooting/ros21guyueju/tree/master

安裝ubuntu https://www.cnblogs.com/rollupbytian/p/14526163.html

安裝ros https://www.cnblogs.com/rollupbytian/p/14528968.html

ros3：命令

3.1命令

cd pwd mkdir ls ll touch mv cp rm  sudo

ros4 C++/Python極簡基礎

4.1 安裝g++ python

sudo apt-get install g++

sudo apt-get install python

ros5 安裝ROS系統

5.1 測試小烏龜

roscore

rosrun turtlesim turtlesim_node

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

ros6 ROS是什么

6.1

ros = 通信機制+開發工具+應用功能+生態系統 提高機器人研發中的軟件復用率

通信機制 松耦合分布式通信

開發工具 QT Rviz gazebo TF坐標變換

應用功能 Navigation slam movelt

生態系統：

發行版 軟件源 ROS wiki 郵件列表 ROS answers blog

ros7.ROS中的核心概念

7.1節點 node 執行單元

執行具體任務的進行、獨立運行的可執行文件； 分布式；在系統中的名字唯一

7.2節點管理器 node master 控制中心

為節點提供命名和注冊服務；

跟蹤和記錄話題服務的通信，輔助節點互相查找 建立鏈接；

提供參數服務器，節點使用此服務器存儲和檢索運行時的參數

7.3 話題 topic 異步通信機制

節點間用來傳輸數據的重要總線

使用發布和訂閱模式，數據由發布者傳輸到訂閱者

7.4 消息 message 話題數據

具有一定類型和數據結構，包括ros提供的標准類型和用戶自定義類型

使用編程語言無關的.msg文件定義，編譯過程中生成對應的代碼文件

 7.5 服務通信

服務 service 同步通信機制

使用C/S，請求request和應答response，使用的是.srv文件定義請求和應答數據結構，編譯過程中生成對應的代碼

7.6 參數 parameter 全局共享字典

可以通過網絡訪問的共享、多變量字典

節點使用此服務器來存儲和檢索運行時的參數

適合存儲靜態、非二進制的配置參數，不存儲動態配置的數據

7.7 文件系統

功能包（Package）

ros軟件中的基本單元，包含節點源碼、配置文件、數據定義等。

功能包清單 package manifest

記錄功能包的基本信息，包含作者信息，許可信息，依賴選項、編譯標志等

元功能包 metapackages

組織多個用於同一目的功能包

ros8.ROS命令行工具的使用

8.1 以小海龜為例

roscore 【ros master】

rosrun turtlesim turtlesim_node 【rosrun 功能包的名字 功能包里面的節點】

rosrun turtlesim turtle_teleop_key 【rosrun 功能包的名字 功能包里面的節點】

8.2rqt_graph : 用qt寫的，可以看到系統中的運行圖

顯示兩個節點，仿真器節點和鍵盤控制節點， 和話題

8.3rosnode list  顯示系統中所有的節點，rosout是采集所有節點的日志提交給上面的界面所做顯示

8.4rosnode info /turtlesim 顯示節點的信息

現在這個節點，會發布一些話題，然后訂閱一個話題，提供一些服務

8.5rostopic list 顯示當前所有的話題

發布話題消息 -r是循環 10是每秒10次，話題 消息

8.6rostopic pub -r 10 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:
  x: 1.0
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 1.0"

8.7rosmsg show geometry_msgs/Twist 可以查看這個消息的類型 有線速度和角速度

8.8rosservice list 查看所有的服務

8.9發布請求服務 生成一個新的海龜

rosservice call /spawn "x: 2.0
y: 4.0
theta: 0.0
name: 'turtle2'"
會有一個response

發現話題多了turtle2有了

8.10話題記錄

rosbag record -a -O ~/Desktop/cmd_record

結束之后按ctrl+s 不要按ctrl+z

先執行上面3個命令，然后再開啟這個話題記錄終端，然后再使用鍵盤讓小烏龜運動，之后按ctrl+s 然后關閉所有的命令roscore之類的

8.11 話題復現

只打開roscore和仿真器節點，然后運行 rosbag play ~/Desktop/cmd_record.bag

ros9.創建工作空間與功能包

9.1工作空間（workspace）是存放工程開發相關文件的文件夾

src（代碼空間），build（編譯空間），devel（開發空間），install（安裝空間）

9.2創建工作空間

mkdir -p ~/catkin_ws/src【可以只執行這一步】

cd ~/catkin_ws/src

catkin_init_workspace

編譯

cd ~/catkin_ws/

catkin_make[進入這個文件夾去編譯]

設置環境變量

source devel /setup.bash

檢查環境變量

echo $ROS_PACKAGE_PATH

9.3 創建功能包

cd ~/catkin_ws/src

catkin_create_pkg test_pkg std_msgs rospy roscpp

編譯功能包

cd ~/catkin_ws

catkin_make

source ~/catkin_ws/devel/setup.bash【不能在fish下面，要在最初的終端下面】

同一個工作空間下，不允許存在同名功能包，到那時不同工作空間下就允許存在同名的功能包了

使用sudo gedit ~/.bashrc 可以查看

ros10.發布者Publisher的編程實現

10.1創建一個功能包 然后添加依賴

cd ~/catkin_ws/src

catkin_create_pkg learning_topic roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim

10.2 創建發布者代碼

（1）首先創建ros節點

（2）向ros master 注冊節點信息，包括 發布的話題名字和話題中的消息類型 還有就是隊列長度（只保留最新的10個）

（3）創建消息數據

（4）按照一定頻率循環發布消息

調試，在vscode里面寫代碼發現沒有ros/ros.h的路徑，執行下面

https://blog.csdn.net/baidu_38634017/article/details/99875321

https://blog.csdn.net/suoniyusanxing/article/details/107325660?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-baidujs_title-0&spm=1001.2101.3001.4242

擴展程序會根據當前系統環境配置基本信息，因此有可能配置不完整，這時需要通過生成c_cpp_properties.json文件來配置缺少的信息：

ctrl+shift+P打開Command Palette,運行C/Cpp: Edit configurations...生成c_cpp_properties.json：

在includePath中添加"/opt/ros/kinetic/include/*" ，也就是本地安裝的ros路徑

/**
 * 發布的是turtle1/cmd_vel話題，消息類型geometry_msgs::Twist
 * */
include<ros/ros.h>
include<geometry_msgs/Twist.h>
int main(int argc,char ** argv)
 {
 // ros node init the name of publisher node
 ros::init(argc,argv,"velocity_publisher");
</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> create node handle node master</span>

 ros::NodeHandle n;
</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> create a publisher &amp;&amp; topic name &amp;&amp; msg type &amp;&amp; queue length</span>
ros::Publisher turtle_vel_pub = n.advertise&lt;geometry_msgs::Twist&gt; (<span style="color: #800000;">"</span><span style="color: #800000;">/turtle1/cmd_vel</span><span style="color: #800000;">"</span>,<span style="color: #800080;">10</span><span style="color: #000000;">);

</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">set cycle frequency 10times/sec</span>
ros::Rate loop_rate (<span style="color: #800080;">10</span><span style="color: #000000;">);

</span><span style="color: #0000ff;">int</span> count = <span style="color: #800080;">0</span><span style="color: #000000;">;
</span><span style="color: #0000ff;">while</span><span style="color: #000000;">(ros::ok()){
    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">init msg </span>

 geometry_msgs::Twist vel_msg;
 vel_msg.linear.x = 0.5;//now y and z is zero
 vel_msg.angular.z = 0.2;
    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">publish msg</span>

 turtle_vel_pub.publish(vel_msg);
    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">like cout</span>
    ROS_INFO(<span style="color: #800000;">"</span><span style="color: #800000;">Publish turtle velocity command [%0.2f m/s, %0.2f rad/s]</span><span style="color: #800000;">"</span><span style="color: #000000;">,vel_msg.linear.x,vel_msg.angular.z);

    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;">delay according to cycle frequency  </span>

 loop_rate.sleep();
 }
 return 0;
}

 

10.3 配置發布者代碼編譯規則

在CMakeLists.txt中編譯規則

154行，因為會分區域，build區域，install 區域

add_executable(velocity_publisher src/velocity_publisher.cpp)
target_link_libraries(velocity_publisher ${catkin_LIBRARIES})

10.4 編譯並且運行發布者

（1) 先去編譯

cd ~/catkin_ws

catkin_make[編譯]

source devel/setup.bash[以前設置過這一句話，現在就不用再設置了]

（2）啟動命令

roscore [啟動 master]

rosrun turtlesim turtlesim_node[啟動仿真器節點，仿真器節點會訂閱 /turtle1/cmd_vel 話題，我們自己設置的發布者就是發布這個話題的]

rosrun learning_topic velocity_publisher[啟動功能包下面的節點]

就會發現小海龜在動起來了，終端learning_topic velocity_publisher下面會打印rosinfo的信息

對於Python 要注意是讓這個.py的源代碼的屬性變為可以編譯成可執行文件的

 

ros11.訂閱者Subscriber的編程實現

 

/**
 * 現在是實現一個訂閱者
 * 首先初始化ros節點【這個時候還不知道這個節點的角色，一個節點可以是發布者同時也可以是訂閱者】
 * 創建句柄
 * 
 * 創建訂閱者 讓這個節點去訂閱話題
 * 循環等待話題消息，接收到消息后進入回調函數
 * 在回調函數中完成消息的處理
 * 
 * */
 
#include<ros/ros.h>
#include"turtlesim/Pose.h"
void poseCallback(const turtlesim::Pose::ConstPtr & msg)
{
    ROS_INFO("Turtle Pose : x:%0.6f,y:%0.6f",msg->x,msg->y);
}
int main( int argc,char ** argv){
    //初始化ros節點
    ros::init(argc,argv, "pose_subscriber");
    
    //創建句柄
    ros::NodeHandle n;

    //創建一個訂閱者，訂閱者的名字和隊列長度，注冊回調函數
    ros::Subscriber pose_sub = n.subscribe("/turtle1/pose",10,poseCallback);
    
    //循環等待回調函數
    ros::spin();
    
    return 0;
}
add_executable(pose_subscriber src/pose_subscriber)
target_link_libraries(pose_subscriber ${catkin_LIBRARIES})

ros12.話題消息的定義與使用

12.1

（1）首先定義一個msg文件（在learning_topic下面創建一個msg文件夾，在里面創建）

 string name

uint8 sex

uint8 age

uint8 unknown = 0

uint8 male = 1

uint8 female = 2

（2）然后在Package.xml[learning_topic下面的Package.xml]里面添加功能包編譯依賴和運行依賴

 

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

，最后需要在CMakeLists.txt里面添加編譯選項

find_package( ...... message_generation)
add_message_files(FILES Person.msg)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)
catkin_package(...... message_runtime)

（3）編譯之后會自動生成.h文件，在catkin_ws 下面編譯 catkin_make

 

12.2 然后定義一個發布者和訂閱者測試代碼

/**
 * 
 * 現在是創建一個話題的發布者
 * 1 初始化ros節點
 * 2 創建句柄
 * 3 創建發布者 話題名字 隊列長隊
 * 4 設置發布頻率
 * 5 創建循環，設置消息，發送消息，按照頻率進行延遲
 * 
 * */
#include<ros/ros.h>
#include "learning_topic/Person.h"
int main(int argc,char ** argv)
{
    //初始化ros節點
    ros::init(argc,argv,"person_publisher");
    //創建句柄
    ros::NodeHandle n;
    //創建一個發布者
    ros::Publisher person_info_pub = n.advertise<learning_topic::Person>("/person_info",10);
    //設置循環頻率
    ros::Rate loop_rate(1);
    int count = 0;
    while(ros::ok()){
        //初始化learning_topic::Person 類型的消息
        learning_topic::Person person_msg;
        person_msg.name = "Tom";
        person_msg.age = 18;
        person_msg.sex = learning_topic::Person::male;
        //發布消息
        person_info_pub.publish(person_msg);
        ROS_INFO("Publish Person Info : name : %s  age : %d sex : %d",person_msg.name.c_str(),person_msg.age,person_msg.sex);
        //按照循環頻率延時
        loop_rate.sleep();

    }
    return 0;
}
/**
 * 創建一個訂閱者，需要導入消息的類
 * 定義回調函數
 * 初始化ros節點
 * 創建句柄
 * 創建訂閱者 
 * 循環等待回調函數
 * */
#include<ros/ros.h>
#include"learning_topic/Person.h"
void personInfoCallback(const learning_topic ::Person::ConstPtr & msg){
    ROS_INFO("Subscribe Person Info : name : %s age : %d sex: %d",msg->name.c_str(),msg->age,msg->male);
}
int main(int argv,char ** argc){
    //init node
    ros::init(argv,argc,"person_subscriber");
    
    ros::NodeHandle n;

    ros::Subscriber person_info_sub = n.subscribe("/person_info",10,personInfoCallback);

    ros::spin();
    return 0;
}
CMakeLists.txt
add_executable(person_publisher src/person_publisher.cpp)
target_link_libraries(person_publisher ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_publisher ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

 
add_executable(person_subscriber src/person_subscriber.cpp)
target_link_libraries(person_subscriber ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_subscriber ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

 

寫完之后進行編譯

cd ~/catkin_ws

catkin_make

roscore

rosrun learning_topic person_publisher

rosrun learning_topic person_subscriber

ros 13.客戶端Client的編程實現

（1）創建一個節點

（2）發現某個服務之后，創建一個客戶端， （請求的數據類型也要知道）

（3）初始化請求數據

  (4）請求服務調用，會有響應顯示調用的結果

catkin_create_pkg learning_service roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim

/**
 * 創建一個客戶端，請求/spawn，服務的數據類型是 turtlesim::Spawn
 * 初始化ros節點
 * 發現服務創建一個客戶端實例
 * 設置請求服務數據，發布請求
 * 等待server處理之后的應答結果
 * */
#include<ros/ros.h>
#include<turtlesim/Spawn.h>
int main(int argc, char ** argv)
{
    //初始化節點 創建句柄
    ros::init(argc,argv,"turtle_spawn");
    ros::NodeHandle node;
    //發現服務 創建客戶端
    ros::service::waitForService("/spawn");
    ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient<turtlesim::Spawn> ("/spawn");
    //初始化turtlesim::Spwn 的請求數據
    turtlesim::Spawn srv;
    srv.request.x = 2.0;
    srv.request.y = 2.0;
    srv.request.name = "turtle2";
    //請求服務調用
    ROS_INFO("Call service to spawn turtle [x : %0.6f,y:%0.6f ,name :%s]",srv.request.x,srv.request.y,srv.request.name);
    add_turtle.call(srv);

    //顯示服務調用結果
    ROS_INFO("Spawn turtle successfully [name :%s]",srv.response.name.c_str());

    return 0;
}
add_executable(turtle_spawn src/turtle_spawn.cpp)
target_link_libraries(turtle_spawn ${catkin_LIBRARIES})

 rosrun turtlesim turtlesim_node

 rosrun learning_service turtle_spawn

 

ros14.服務端Server的編程實現

（1）創建一個節點【可以再節點里面注冊發布者，注冊服務】

（2）創建server實例

（3）循環等待服務請求，進入回調函數

（4）在回調函數中完成服務功能的處理，並反饋應答數據

/**
 * 現在要實現的就是一個服務器
 * 初始化ros節點
 * 創建服務端
 * 循環等待服務請求，進入回調函數響應請求
 * 在回調函數中完成服務功能的處理並反饋給客戶端應答數據
 * 
 * */

#include<ros/ros.h>
#include<geometry_msgs/Twist.h>
#include<std_srvs/Trigger.h>
ros::Publisher turtle_vel_pub;
bool pubCommand = false;
bool commandCallback(std_srvs::TriggerRequest & req, std_srvs::TriggerResponse & res){

    pubCommand =  !pubCommand;
    //顯示請求數據
    ROS_INFO ("publish turtle velocity command [%s]", pubCommand == true ? "Yes":"No");
    //設置反饋數據
    res.success = true;
    res.message = "Change turtle command state!";

}
int main(int argc,char ** argv )
{
    //初始化創建句柄
    ros::init(argc,argv,"turtle_command_server");
    ros::NodeHandle n;
    //創建一個服務 注冊回調函數
    ros::ServiceServer command_service = n.advertiseService("/turtle_command",commandCallback);
    //創建一個發布者 設置循環發布消息
    turtle_vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel",10);
    //循環等待回調函數 因為這是一個服務段，要一直等待響應客戶端的請求
    ROS_INFO("Ready to receive turtle command.");
    //設置循環頻率
    ros::Rate loop_rate(10);
    while(ros::ok()){
        //查看一次回調函數隊列
        ros::spinOnce();
        //如果標志為true，則發布速度指令
        if(pubCommand){
            geometry_msgs::Twist vel_msg;
            vel_msg.linear.x = 0.5;
            vel_msg.angular.z = 0.2;
            turtle_vel_pub.publish(vel_msg);
        }
        //按照循環頻率延時
        loop_rate.sleep();
    }

    return 0;
}
add_executable(turtle_command_server src/turtle_command_server.cpp)
target_link_libraries(turtle_command_server ${catkin_LIBRARIES})

rosrun turtlesim turtlesim_node

rosrun learning_service turtle_command_server

rosservice call /turtle_command "{}"

 

 

ros15.服務數據的定義與使用

自己創建一個服務端一個客戶端，自己編寫服務數據類型

15.1自定義服務數據

(1)創建服務數據文件

Person.srv

string name

uint8 age

unit8 sex

uint8 unknown = 0

unit8 male = 1

uint8 female = 2

---

string result

（2）在Package.xml 里面添加功能包依賴

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

（3）在CMakeLists.tst 添加編譯選項

find_package( ...... message_generation)
add_service_files(FILES Person.srv)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)

catkin_package(

# INCLUDE_DIRS include

# LIBRARIES learning_service

CATKIN_DEPENDS geometry_msgs roscpp rospy std_msgs turtlesim message_runtime

# DEPENDS system_lib

)

現在就去編譯 catkin_make

就會發現這個文件下面 有了Person.h了

/home/tian/catkin_ws/devel/include/learning_service

15.2創建服務端和客戶端

問題：在vscode里面，會出現找不到.h的情況這個時候在c_cpp_properties.json 設置

"includePath": [

"${workspaceFolder}/**",

"/opt/ros/kinetic/include/*",

"/home/tian/catkin_ws/devel/include/*"

],

 

 15.2.1實現一個服務端

初始化節點

創建服務端，注冊回調函數

循環等待回調函數

客戶端

創建節點

發現服務 然后創建客戶端

設置數據

調用服務

查看返回結果

/**
 * 創建一個服務端 執行/show_person 服務，參數類型是learning_service::Person
 * 初始化節點
 * 創建服務端，注冊回調函數 
 * 循環等待回調函數
 * 
 * */
#include<ros/ros.h>
#include "learning_service/Person.h"
bool personCallback(learning_service::Person::Request & req,
    learning_service::Person::Response & res)
{
    ROS_INFO("Person : name : %s age : %d sex : %d",req.name.c_str(),req.age,req.male);
    //設置反饋數據
    res.result = "OK";

}
int main(int argc,char ** argv)
{
    ros::init(argc,argv,"person_server");
    ros::NodeHandle n;
    ros::ServiceServer person_service = n.advertiseService("/show_person",personCallback);
    //循環等待回調函數
    ROS_INFO("Ready to show person information.");
    ros::spin();
    return 0;
}
/**
 * 現在是客戶端代碼
 * 初始化節點
 * 發現服務然后創建客戶端
 * 初始化數據 發送請求
 * 請求響應的結果
 * 
 * */
#include<ros/ros.h>
#include "learning_service/Person.h"
int main(int argc,char ** argv)
{
    //初始化
    ros::init(argc,argv,"person_client");
    ros::NodeHandle node;
    //等待服務 創建客戶端
    ros::service::waitForService("/show_person");
    ros::ServiceClient person_client = node.serviceClient<learning_service::Person>("/show_person");
    //初始化learning_service::Person
    learning_service::Person srv;
    srv.request.name = "Tom";
    srv.request.age = 20;
    srv.request.sex = learning_service::Person::Request::male;
    //請求服務調用
    ROS_INFO("Call service to show person [name :%s,age : %d,sex:%d]",
        srv.request.name.c_str(),srv.request.age,srv.request.sex
    );
    //調用服務
    person_client.call(srv);
    //顯示服務調用結果
    ROS_INFO("show person result : %s ",srv.response.result.c_str());


    return 0;
}
add_executable(person_publisher src/person_publisher.cpp)
target_link_libraries(person_publisher ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_publisher ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

 
add_executable(person_subscriber src/person_subscriber.cpp)
target_link_libraries(person_subscriber ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_subscriber ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

rosrun learning_service person_server

rosrun learning_service person_client

ros16.參數的使用與編程方法

16.1 ros master 里面有一個parameter server【全局字典】 里面有各種參數以及對應的值

啟動roscore

啟動 rosrun turtlesim turtlesim_node

(1)rosparam list [列出當前參數]

/background_b
/background_g
/background_r
/rosdistro
/roslaunch/uris/host_tian_nl__39943
/rosversion
/run_id

(2)顯示某一個參數

rosparam get /background_b

（3）設置某個參數值

osparam set /background_b 0

為了顯示已經改變了參數的值，可以刷新一下顯示小烏龜的背景

rosservice call /clear "{}"

（4）保存參數到文件 文件后綴是.yaml

rosparam dump now_param.yaml

（5）從文件讀取參數

rosparam load now_param.yaml

rosservice call /clear "{}"

（6） 刪除參數

rosparam delete param_key

16.2 參數編程

初始化ros節點

get 函數獲取參數

set函數設置參數

/**
 * 設置海龜歷程中的參數
 * */
#include<string>
#include<ros/ros.h>
#include<std_srvs/Empty.h>
int main(int argc,char ** argv)
{
    int red,green , blue;
    //ros 初始化和創建句柄
    ros::init(argc,argv,"parameter_config");
    ros::NodeHandle node;
    //讀取背景顏色
    ros::param::get("/background_r",red);
    ros::param::get("/background_g",green);
    ros::param::get("/background_b",blue);
    //輸出讀取的背景顏色
    ROS_INFO("Get Background Color [%d ,%d,%d]",red,green,blue);
    //設置背景顏色參數
    ros::param::set("/background_r",255);   
    ros::param::set("/background_g",255);   
    ros::param::set("/background_b",255);   
    ROS_INFO("Get Background Color [255,255,255]");
    //因為已經被修改了 再讀取背景顏色
    ros::param::get("/background_r",red);
    ros::param::get("/background_g",green);
    ros::param::get("/background_b",blue);
    ROS_INFO("Re-get Background Color [%d ,%d,%d]",red,green,blue);
    //調用服務，刷新背景顏色　等待服務　服務找到之后就設置參數　調用服務
    ros::service::waitForService("/clear");
    ros::ServiceClient clear_background = node.serviceClient<std_srvs::Empty>("/clear");
    std_srvs::Empty srv;
    clear_background.call(srv);
    sleep(1);
    return 0;
}
add_executable(parameter_config src/parameter_config.cpp)
target_link_libraries(parameter_config ${catkin_LIBRARIES})

啟動roscore

啟動 rosrun turtlesim turtlesim_node

啟動　rosrun learning_parameter parameter_config

ros17.ROS中的坐標系管理系統

17.1坐標變化　就是　P2 = R(P1)+t

17.2 TF 功能包能干什么

５秒鍾以前，機器人頭部的坐標系相對於全局坐標系的關系是怎么樣的

機器人夾取的物體相對於機器人中心坐標系的位置在哪里

機器人中心坐標相對於全局坐標的位置在哪里

TF坐標變換是如何實現的

廣播ＴＦ變換

監聽　ＴＦ變換

17.3　演示

sudo apt-get install ros-melodic-turtle-tf

roslaunch turtle_tf turtle_tf_demo.launch [烏龜２會追着烏龜１　，不要求他們的頭指向同一方向，但是身子要重疊]
rosrun turtlesim turtle_teleop_key

rosrun tf view_frames【會在當前目錄下生成　frames.pdf】

rosrun tf  tf_echo turtle1 turtle2[可以看到兩個小烏龜的位姿]
rosrun rviz rviz -d `rospack find turtle_tf` /rviz/turtle_rviz.rviz　【在Fixed Frame 變成world  ｜｜　Add-> TF】

ros18.tf坐標系廣播與監聽的編程實現

roscore

rosrun turtlesim turtlesim_node

rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle1_tf_broadcaster /turtle1【turtle1_tf_broadcaster　會替換掉代碼里面設置的節點名字　arg[1] = trutle1】
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle２_tf_broadcaster /turtle２

rosrun learning_tf turtle_tf_listener

rosrun turtlesim turtle_teleop_key rostopic list

rosnode list

roscore

rosrun turtlesim turtlesim_node

rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle1_tf_broadcaster /turtle1【turtle1_tf_broadcaster　會替換掉代碼里面設置的節點名字　arg[1] = trutle1】
rosrun learning_tf turtle_tf_broadcaster __name:=turtle２_tf_broadcaster /turtle２

rosrun learning_tf turtle_tf_listener

rosrun turtlesim turtle_teleop_key rostopic list

rosnode list


/**
 * 現在是實現一個tf廣播器
 * 創建坐標變換值
 * 發布坐標變換
 * 
 * */
#include<ros/ros.h>
#include<tf/transform_broadcaster.h>
#include<turtlesim/Pose.h>
std::string turtle_name;
void poseCallback(const turtlesim::PoseConstPtr & msg){
    //創建ｔｆ的廣播器
    static tf::TransformBroadcaster br;
    //初始化ｔｆ的數據
    tf::Transform transform;
    //平移
    transform.setOrigin(tf::Vector3(msg->x,msg->y,0));
    //四元數
    tf::Quaternion q;
    q.setRPY(0,0,msg->theta);
    transform.setRotation(q);
    
    //廣播ｗｏｒｌｄ與海龜坐標系之間的ｔｆ數據
    br.sendTransform(
        tf::StampedTransform(
            transform,
            ros::Time::now(),
            "world",
            turtle_name
        )
    );

}
int main(int argc,char ** argv){
    ros::init(argc,argv,"my_tf_broadcaster");
    if(argc!=2){
        ROS_ERROR("need turtle name as argument");
        return -1;
    }
    turtle_name = argv[1];
    //訂閱海龜的位子話題
    ros::NodeHandle node;
    ros::Subscriber sub = node.subscribe(turtle_name+"/pose",10,&poseCallback);
    //循環等待回調函數
    ros::spin();
    return 0;
}
/**
 * 定義ｔｆ監聽器
 * 查找坐標變換
 * */
#include<ros/ros.h>
#include<tf/transform_listener.h>
#include<geometry_msgs/Twist.h>
#include<turtlesim/Spawn.h>
int main(int argc,char ** argv){
    //初始化ｒｏｓ節點和句柄　請求產生烏龜
    ros::init(argc,argv,"my_tf_listener");
    ros::NodeHandle node;
    ros::service::waitForService("/spawn");
    ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient<turtlesim::Spawn>("/spawn");
    turtlesim::Spawn srv;
    add_turtle.call(srv);
    //創建發布ｔｕｒｔｌｅ速度控制指令的發布者
    ros::Publisher turtle_vel = node.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle2/cmd_vel",10);
    //創建ｔｆ的監聽器
    tf::TransformListener listener;
    ros::Rate rate(10.0);
    while (ros::ok())
    {
        //獲取兩個海龜坐標系之間的ｔｆ數據
        tf::StampedTransform transform;
        try
        {
            listener.waitForTransform("/turtle2","/turtle1",ros::Time(0),ros::Duration(3.0));
            listener.lookupTransform("/turtle2","/turtle1",ros::Time(0),transform);

        }
        catch(tf::TransformException &ex)
        {
            ROS_ERROR("%s",ex.what());
            // ros::Duration(1.0)這里代表時長
            ros::Duration(1.0).sleep();
            continue;
        }
        //根據兩個烏龜之間的位置關系，發布ｔｕｒｔｌｅ的速度控制指令
        geometry_msgs::Twist vel_msg;
        //arctan(y/x);
        vel_msg.angular.z = 4.0 * atan2(
            transform.getOrigin().y(),
            transform.getOrigin().x()
        );
        vel_msg.linear.x = 0.5* sqrt(
            pow(transform.getOrigin().x(),2) +
            pow(transform.getOrigin().y(),2)
        );

        turtle_vel.publish(vel_msg);
    }
    
    return 0;
}
add_executable(turtle_tf_broadcaster src/turtle_tf_broadcaster.cpp)
target_link_libraries(turtle_tf_broadcaster ${catkin_LIBRARIES})

add_executable(turtle_tf_listener src/turtle_tf_listener.cpp)
target_link_libraries(turtle_tf_listener ${catkin_LIBRARIES})

 ros19.launch啟動文件[xml]的使用方法

19.1launch 文件語法

<launch>
    <node pkg = "learning_topic" type = "person_subscriber" name="talker" output="screen"/>
    <node pkg = "learning_topic" type = "person_publisher" name="listener" output="screen"/>
    
</launch>
<!-- 
    node:啟動節點
    pkg:節點所在的功能包名稱
    type:　節點的可執行文件名稱
    name:節點運行時的名稱　【相當於我雖然寫了一個cpp　里面我也確實初始化了一個節點
    並且這個節點也有名字，但是現在我用name來代替我一開始寫的節點的名字
    這樣我多幾個ｎａｍｅ就多了幾個節點但是只寫了一份代碼
    】
    output:　打印在哪里
    創建一個功能包　不添加任何依賴　learning_launch 在下面添加launch文件夾　把.xml　launch文件 放入到文件下面
    roslaunch learning_launch simple.launch 
    rostopic list
-->

 

<launch>
    <param name = "/turtle_number" value = "2"/>
    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="turtlesim_node">
        <param name = "turtle_name1" value = "Tom"/>
        <param name = "turtle_name2" value = "Jerry"/>
        <rosparam 
            file = "$(find learning_launch)/config/param.yaml"
            command = "load"
        />
    </node>

    <node 
        pkg="turtlesim" 
        type="turtle_teleop_key"
        name = "turtle_teleop_key" 
        output = "screen"
    
    />
</launch>
<!-- 
    設置ｒｏｓ系統中運行的參數，存儲在參數服務器中
    
    param:
        name:
        value:
    加載參數文件中的多個參數
    rosparam
        file
        command
        ns="params"
    roslaunch learning_launch turtlesim_parameter_config.launch
    rosparam list
 -->

 

<launch>
    <node 
        pkg="turtlesim" 
        type="turtlesim_node"
        name = "sim" 
    />
    <node 
        pkg="turtlesim" 
        type="turtle_teleop_key"
        name = "teleop" 
        output = "screen"
    />
    <node 
        pkg="learning_tf" 
        type="turtle_tf_broadcaster"
        name = "turtle1_tf_broadcaster" 
        args="/turtle1"
    />
    <node 
        pkg="learning_tf" 
        type="turtle_tf_broadcaster"
        name = "turtle2_tf_broadcaster" 
        args="/turtle2"
    />
    <node 
        pkg="learning_tf" 
        type="turtle_tf_listener"
        name = "listener" 
         
    /> 
    
    
</launch>
<!-- 
    roslaunch learning_launch start_tf_demo_c++.launch
 -->

 

<launch>
    
    <include file="$(find learning_launch)/launch/simple.launch"/>
    <node pkg="turtlesim" type = "turtlesim_node" name="turtlesim_node">
        <remap from="/turtle1/cmd_vel" to="/cmd_vel"/>
    </node>
</launch>
<!-- 
    remap 重映射　ｒｏｓ計算圖資源的命名
    roslaunch learning_launch turtlesim_remap.launch 
    rostopic list
    rostopic pub /cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:
    x: 5.0
    y: 0.0
    z: 0.0
    angular:
    x: 0.0
    y: 0.0
    z: 2.0" 
 -->
 

ros20.常用可視化工具的使用

20.1rqt_console　【　日志輸出工具　對日志信息進行篩選　】

rqt_graph [計算圖可視化工具]

rqt_plot[　數據繪圖工具　把信息繪制成圖　在topic那里選擇訂閱的話題]

rqt_image_view [圖形渲染工具　鏈接圖像]

rqt 集成了ros qt的所有的工具，可以把很多的工具就行堆疊

20.2

rosrun rviz rviz

３Ｄ視圖區　工具欄　顯示項列表　視覺設置區　時間顯示區

如果先看什么就點擊ａｄｄ　但是都需要訂閱對應的話題

gazebo

roslaunch gazebo_ros willowgarage_world.launch