ROS教程

一、ROS安装

1、安装虚拟机

VMare的下载与安装

2、安装Ubuntu

Ubuntu20.04安装教程

3、安装ROS

Ubuntu与ROS对应版本
UbuntuROS16.04Kinetic18.04Melodic20.04Noetic
配置Ubuntu的软件和更新

打开“软件和更新”对话框后，按下图配置

设置安装源

快捷键Ctrl + Alt + T打开一个终端

来自国内清华的安装源：

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'

回车后需要输入管理员密码（注：此时输入密码时不会显示密码长度）

设置Key

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

更新apt

apt是用于从互联网仓库搜索、安装、升级、卸载软件或操作系统的工具。

sudo apt update

安装ROS

这里安装的是完整桌面版（Desktop-Full，官网推荐）：除了桌面版的全部组件外，还包括2D/3D模拟器（simulator）和2D/3D 感知包（perception package）。

sudo apt install ros-noetic-desktop-full

这里需要长时间等待，由于网络原因，导致连接超时，可能会安装失败，可以多次重复调用更新和 **安装 **命令

配置环境变量

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

安装构建依赖

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

初始化rosdep

sudo rosdep init
rosdep update

二、话题通信

概念：

以发布订阅的方式实现不同节点之间数据交互的通信模式，适用于不断更新的数据传输相关的应用场景

1、理论模型：

ROS Master（管理者）
Talker（发布者）
Listener（订阅者）

管理者负责保管发布者和订阅者注册的信息，并匹配话题相同的发布者和订阅者，帮助其建立连接，连接建立后，订阅者可以接收到发布者发布的消息。

2、基本操作（python）

需求：编写发布订阅实现，要求发布方以10HZ的频率发布文本消息，订阅方订阅消息并将消息内容打印输出。

流程：

创建工作空间并初始化

CTRL+Alt+T打开命令行

输入mkdir -p 工作空间名/src

mkdir -p practice/src

进入工作空间

cd practice/

catkin_make

此命令后会生成与src同级的devel和build文件夹

|--- build:编译空间，用于存放CMake和catkin的缓存信息、配置信息和其他中间文件。

|--- devel:开发空间，用于存放编译后生成的目标文件，包括头文件、动态&静态链接库、可执行文件等。

|--- src: 源码

在vs code 中打开该文件夹

创建功能包

右击src，新建功能包（Create Catkin Package），输入功能包名字（此处是pub_sub）

导入依赖

roscpp rospy std_msgs

编写发布方实现

右击第一级src，创建文件夹srcipts，然后右击srcipts创建文件，取名后缀加上.py。

开始编写：

#! /usr/bin/env python

import rospy
from std_msgs.msg import String #发布消息的类型
"""
使用Python实现消息发布：
    1.导包
    2.初始化ros节点
    3.创建发布者对象
    4.编写发布逻辑并发布数据
"""
if __name__=="__main__":
    #2.初始化ros节点
    rospy.init_node("sg") #传入节点名称
    #3.创建发布者对象
    pub = rospy.Publisher("shuai",String,queue_size=10)
    #4.编写发布逻辑并发布数据
    #创建数据
    msg = String()
    msg_front = "hello"
    count = 0  #计数器 
    # 设置循环频率
    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("发布的数据:%s",msg.data)
        count += 1

编写订阅方实现

import rospy
from std_msgs.msg import String

def doMsg(msg):
    rospy.loginfo("I heard:%s",msg.data)

if __name__ == "__main__":
    #2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
    rospy.init_node("mn")
    #3.实例化 订阅者 对象
    sub = rospy.Subscriber("shuai",String,doMsg,queue_size=10)
    #4.处理订阅的消息(回调函数)
    #5.设置循环调用回调函数
    rospy.spin()

为python文件添加可执行权限

右击scripts，点“在集成终端打开”

chmod +x *.py

ll查看是否成功添加可执行权限

编辑配置文件

CTRL+/ 放开这段注释，并将my_python_script改为python文件名（此处为pub_p.py）

编译并执行

快捷键CTRL+shift+B，输入catkin_make:build进行编译

ctrl+Alt+T打开终端，输入roscore启动ros核心，另两个终端输入rosrun +包名 +python文件名

3、实操

话题发布

需求：编码实现乌龟运动控制，让小乌龟做圆周运动

分析：自定义控制节点，按照一定的逻辑发布消息

流程：

先启动键盘控制乌龟运动

命令行1：roscore
命令行2：rosrun turtlesim turtlesim_node
命令行3：rosrun turtlesim turtle_teleop_key（在3中可通过上下左右键控制乌龟运动）

** 获取话题**

通过计算图查看话题为/turtle1/cmd_vel

rqt_graph

获取消息类型为geometry_msgs/Twist

rostopic type /turtle1/cmd_vel

然后获取消息格式

rosmsg info geometry_msgs/Twist

linear为线速度，对于乌龟来说只用改x；angular为角速度，对于乌龟来说只用改z。

创建功能包

右击src，新建功能包（Create Catkin Package），输入功能包名字（此处是plumbing_test）

添加依赖：roscpp rospy std_msgs geometry_msgs

编写发布方

在plumbing_test下的scripts创建python文件，开始编写

#! /usr/bin/env python

from mimetypes import init
import rospy
from geometry_msgs.msg import Twist
"""
    发布方:发布速度消息
        话题:/turtle1/cmd_vel
        消息:geometry_msgs/Twist
    1.导包
    2.初始化ros节点
    3.创建发布者对象
    4.组织数据并发布数据
"""

if __name__ =="__main__":
    #2.初始化ros节点
    rospy.init_node("my_control_p")
    #3.创建发布者对象
    pub = rospy.Publisher("/turtle1/cmd_vel",Twist,queue_size=10)
    #4.组织数据并发布数据
    #设置发布频率
    rate = rospy.Rate(10)
    #创建速度消息
    twist = Twist()
    twist.linear.x = 0.5
    twist.linear.y = 0.0
    twist.linear.z = 0.0

    twist.angular.x=0.0
    twist.angular.y=0.0
    twist.angular.z=0.5
    #循环发布
    while not rospy.is_shutdown():
        pub.publish(twist)
        rate.sleep()

** 为python文件添加可执行权限**

右击scripts，点“在集成终端打开”

chmod +x *.py

编辑配置文件

CTRL+/ 放开这段注释，并将my_python_script改为python文件名（此处为test01_pub_twist_p.py）

注：后面订阅方编辑也是此处

编译并执行

快捷键CTRL+shift+B，输入catkin_make:build进行编译

打开终端

命令行1：roscore
命令行2：rosrun turtlesim turtlesim_node
命令行3：cd 自定义包名
        source ./devel/setup.bash  刷新环境变量
        rosrun 工作空间名 python文件名

话题订阅

需求：控制乌龟运动，并实时打印当前乌龟的位姿

分析：控制乌龟运动，并通过ros命令来获取乌龟位姿发布的话题以及消息，编写订阅节点，订阅并打印乌龟位姿

流程：

获取话题

rostopic list

获取消息类型

rostopic type  /turtle1/pose

获取消息格式

rosmsg info turtlesim/Pose

编写发布方

在plumbing_test下的scripts创建python文件，开始编写

#! /usr/bin/env python
import rospy
from turtlesim.msg import Pose

"""
需求:订阅并输出乌龟位姿信息

1.导包
2.初始化ros节点
3.创建订阅对象
4.使用回调函数处理订阅到的消息
5.spin()
"""
def doPose(pose):
    rospy.loginfo("P->乌龟位姿信息:坐标(%.2f,%.2f),朝向:%.2f,线速度:%.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节点
    rospy.init_node("sub_pose_p")
    # 3.创建订阅对象
    sub=rospy.Subscriber("/turtle1/pose",Pose,doPose,queue_size=100)
    # 4.使用回调函数处理订阅到的消息
    # 5.spin()
    rospy.spin()

** 为python文件添加可执行权限**

右击scripts，点“在集成终端打开”

chmod +x *.py

编辑配置文件

同上发布方

编译并执行

快捷键CTRL+shift+B，输入catkin_make:build进行编译

打开终端

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 自定义包名
        source ./devel/setup.bash  刷新环境变量
        rosrun 工作空间名 python文件名

参考感谢：

赵虚左老师的课《ROS理论与实践》

官网镇楼：http://wiki.ros.org/cn

注：后面还会持续更新

标签：经验分享 python

本文转载自: https://blog.csdn.net/weixin_51461613/article/details/123129571
版权归原作者 晴一千天 所有，如有侵权，请联系我们删除。

一、ROS安装

1、安装虚拟机

2、安装Ubuntu

3、安装ROS

二、话题通信

概念：

1、理论模型：

2、基本操作（python）

流程：

话题发布

话题订阅

参考感谢：

注：后面还会持续更新

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