目錄

一、ROS安裝

1、安裝虛擬機

2、安裝Ubuntu

3、安裝ROS

二、話題通信

概念：

1、理論模型：

?

2、基本操作（python）

流程：

?3、實操

話題發(fā)布

話題訂閱

參考感謝：

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一、ROS安裝

1、安裝虛擬機

VMare的下載與安裝

2、安裝Ubuntu

Ubuntu20.04安裝教程

3、安裝ROS

• Ubuntu與ROS對應(yīng)版本

Ubuntu	ROS
16.04	Kinetic
18.04	Melodic
20.04	Noetic

• 配置Ubuntu的軟件和更新

?打開“軟件和更新”對話框后，按下圖配置?

?

• 設(shè)置安裝源

快捷鍵Ctrl?+?Alt?+?T打開一個終端

來自國內(nèi)清華的安裝源：

sudo sh -c '. /etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ros/ubuntu/ `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

回車后需要輸入管理員密碼（注：此時輸入密碼時不會顯示密碼長度）

• 設(shè)置Key

sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

• 更新apt

apt是用于從互聯(lián)網(wǎng)倉庫搜索、安裝、升級、卸載軟件或操作系統(tǒng)的工具。

sudo apt update

• 安裝ROS

這里安裝的是完整桌面版（Desktop-Full，官網(wǎng)推薦）：除了桌面版的全部組件外，還包括2D/3D模擬器（simulator）和2D/3D 感知包（perception package）。

sudo apt install ros-noetic-desktop-full

這里需要長時間等待，由于網(wǎng)絡(luò)原因，導(dǎo)致連接超時，可能會安裝失敗，可以多次重復(fù)調(diào)用?更新和?安裝?命令

• 配置環(huán)境變量

echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc source ~/.bashrc

• 安裝構(gòu)建依賴

sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential

• 初始化rosdep

sudo rosdep init rosdep update

二、話題通信

概念：

以發(fā)布訂閱的方式實現(xiàn)不同節(jié)點之間數(shù)據(jù)交互的通信模式，適用于不斷更新的數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的應(yīng)用場景

1、理論模型：

• ?ROS Master（管理者）
• Talker（發(fā)布者）
• Listener（訂閱者）

管理者負(fù)責(zé)保管發(fā)布者和訂閱者注冊的信息，并匹配話題相同的發(fā)布者和訂閱者，幫助其建立連接，連接建立后，訂閱者可以接收到發(fā)布者發(fā)布的消息。

2、基本操作（python）

需求：編寫發(fā)布訂閱實現(xiàn)，要求發(fā)布方以10HZ的頻率發(fā)布文本消息，訂閱方訂閱消息并將消息內(nèi)容打印輸出。

流程：

• 創(chuàng)建工作空間并初始化

CTRL+Alt+T打開命令行

輸入mkdir -p 工作空間名/src

mkdir -p practice/src

?進入工作空間

cd practice/ catkin_make

?此命令后會生成與src同級的devel和build文件夾

|--- build:編譯空間，用于存放CMake和catkin的緩存信息、配置信息和其他中間文件。|--- devel:開發(fā)空間，用于存放編譯后生成的目標(biāo)文件，包括頭文件、動態(tài)&靜態(tài)鏈接庫、可執(zhí)行文件等。|--- src: 源碼

?

• 在vs code 中打開該文件夾

• 創(chuàng)建功能包

右擊src，新建功能包（Create Catkin Package），輸入功能包名字（此處是pub_sub）

?導(dǎo)入依賴

roscpp rospy std_msgs

?

?

• 編寫發(fā)布方實現(xiàn)

右擊第一級src，創(chuàng)建文件夾srcipts，然后右擊srcipts創(chuàng)建文件，取名后綴加上.py。

開始編寫：

#! /usr/bin/env pythonimport rospy from std_msgs.msg import String #發(fā)布消息的類型 """ 使用Python實現(xiàn)消息發(fā)布：1.導(dǎo)包2.初始化ros節(jié)點3.創(chuàng)建發(fā)布者對象4.編寫發(fā)布邏輯并發(fā)布數(shù)據(jù) """ if __name__=="__main__":#2.初始化ros節(jié)點rospy.init_node("sg") #傳入節(jié)點名稱#3.創(chuàng)建發(fā)布者對象pub = rospy.Publisher("shuai",String,queue_size=10)#4.編寫發(fā)布邏輯并發(fā)布數(shù)據(jù)#創(chuàng)建數(shù)據(jù)msg = String()msg_front = "hello"count = 0 #計數(shù)器 # 設(shè)置循環(huán)頻率rate = rospy.Rate(1)while not rospy.is_shutdown():#拼接字符串msg.data = msg_front + str(count)pub.publish(msg)rate.sleep()rospy.loginfo("發(fā)布的數(shù)據(jù):%s",msg.data)count += 1

• 編寫訂閱方實現(xiàn)

import rospy from std_msgs.msg import Stringdef doMsg(msg):rospy.loginfo("I heard:%s",msg.data)if __name__ == "__main__":#2.初始化 ROS 節(jié)點:命名(唯一)rospy.init_node("mn")#3.實例化 訂閱者 對象sub = rospy.Subscriber("shuai",String,doMsg,queue_size=10)#4.處理訂閱的消息(回調(diào)函數(shù))#5.設(shè)置循環(huán)調(diào)用回調(diào)函數(shù)rospy.spin()

• 為python文件添加可執(zhí)行權(quán)限

?右擊scripts，點“在集成終端打開”

chmod +x *.py

ll查看是否成功添加可執(zhí)行權(quán)限

• 編輯配置文件

CTRL+/ 放開這段注釋，并將my_python_script改為python文件名（此處為pub_p.py）

• 編譯并執(zhí)行

快捷鍵CTRL+shift+B，輸入catkin_make:build進行編譯

ctrl+Alt+T打開終端，輸入roscore啟動ros核心，另兩個終端輸入rosrun +包名 +python文件名

3、實操

話題發(fā)布

需求：編碼實現(xiàn)烏龜運動控制，讓小烏龜做圓周運動

分析：自定義控制節(jié)點，按照一定的邏輯發(fā)布消息

流程：

• 先啟動鍵盤控制烏龜運動

命令行1：roscore 命令行2：rosrun turtlesim turtlesim_node 命令行3：rosrun turtlesim turtle_teleop_key（在3中可通過上下左右鍵控制烏龜運動）

?

• ?獲取話題

通過計算圖查看話題為/turtle1/cmd_vel

rqt_graph

?

?獲取消息類型為geometry_msgs/Twist

rostopic type /turtle1/cmd_vel

然后獲取消息格式

rosmsg info geometry_msgs/Twist

?linear為線速度，對于烏龜來說只用改x；angular為角速度，對于烏龜來說只用改z。

• 創(chuàng)建功能包

右擊src，新建功能包（Create Catkin Package），輸入功能包名字（此處是plumbing_test）

添加依賴：roscpp rospy std_msgs geometry_msgs

• 編寫發(fā)布方

在plumbing_test下的scripts創(chuàng)建python文件，開始編寫

#! /usr/bin/env pythonfrom mimetypes import init import rospy from geometry_msgs.msg import Twist """發(fā)布方:發(fā)布速度消息話題:/turtle1/cmd_vel消息:geometry_msgs/Twist1.導(dǎo)包2.初始化ros節(jié)點3.創(chuàng)建發(fā)布者對象4.組織數(shù)據(jù)并發(fā)布數(shù)據(jù) """if __name__ =="__main__":#2.初始化ros節(jié)點rospy.init_node("my_control_p")#3.創(chuàng)建發(fā)布者對象pub = rospy.Publisher("/turtle1/cmd_vel",Twist,queue_size=10)#4.組織數(shù)據(jù)并發(fā)布數(shù)據(jù)#設(shè)置發(fā)布頻率rate = rospy.Rate(10)#創(chuàng)建速度消息twist = Twist()twist.linear.x = 0.5twist.linear.y = 0.0twist.linear.z = 0.0twist.angular.x=0.0twist.angular.y=0.0twist.angular.z=0.5#循環(huán)發(fā)布while not rospy.is_shutdown():pub.publish(twist)rate.sleep()

• ?為python文件添加可執(zhí)行權(quán)限

右擊scripts，點“在集成終端打開”

chmod +x *.py

• 編輯配置文件

CTRL+/ 放開這段注釋，并將my_python_script改為python文件名（此處為test01_pub_twist_p.py）

注：后面訂閱方編輯也是此處

• 編譯并執(zhí)行

快捷鍵CTRL+shift+B，輸入catkin_make:build進行編譯

?打開終端

命令行1：roscore 命令行2：rosrun turtlesim turtlesim_node 命令行3：cd 自定義包名source ./devel/setup.bash 刷新環(huán)境變量rosrun 工作空間名 python文件名

?

?

話題訂閱

需求：控制烏龜運動，并實時打印當(dāng)前烏龜?shù)奈蛔?/p>

分析：控制烏龜運動，并通過ros命令來獲取烏龜位姿發(fā)布的話題以及消息，編寫訂閱節(jié)點，訂閱并打印烏龜位姿

流程：

• 獲取話題

rostopic list

• 獲取消息類型

rostopic type /turtle1/pose

• 獲取消息格式

rosmsg info turtlesim/Pose

• 編寫發(fā)布方

在plumbing_test下的scripts創(chuàng)建python文件，開始編寫

#! /usr/bin/env python import rospy from turtlesim.msg import Pose""" 需求:訂閱并輸出烏龜位姿信息1.導(dǎo)包 2.初始化ros節(jié)點 3.創(chuàng)建訂閱對象 4.使用回調(diào)函數(shù)處理訂閱到的消息 5.spin() """ def doPose(pose):rospy.loginfo("P->烏龜位姿信息:坐標(biāo)(%.2f,%.2f),朝向:%.2f,線速度:%.2f,角速度:%.2f",pose.x,pose.y,pose.theta,pose.linear_velocity,pose.angular_velocity)if __name__=="__main__":# 2.初始化ros節(jié)點rospy.init_node("sub_pose_p")# 3.創(chuàng)建訂閱對象sub=rospy.Subscriber("/turtle1/pose",Pose,doPose,queue_size=100)# 4.使用回調(diào)函數(shù)處理訂閱到的消息# 5.spin()rospy.spin()

• ?為python文件添加可執(zhí)行權(quán)限

右擊scripts，點“在集成終端打開”

chmod +x *.py

• 編輯配置文件

同上發(fā)布方

• 編譯并執(zhí)行

快捷鍵CTRL+shift+B，輸入catkin_make:build進行編譯

打開終端

命令行1：roscore 命令行2：rosrun turtlesim turtlesim_node 命令行3：rosrun turtlesim turtle_teleop_key 命令行4：cd 自定義包名source ./devel/setup.bash 刷新環(huán)境變量rosrun 工作空間名 python文件名

?

?

參考感謝：

趙虛左老師的課《ROS理論與實踐》

官網(wǎng)鎮(zhèn)樓：http://wiki.ros.org/cn

?注：后面還會持續(xù)更新

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ROS教程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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