2021.3.20| ROS常用组件

1.坐标系查看并生成pdf文件。

rosrun tf2_tools view_frames.py

运行 evince frames.pdf

查看pdf文件。

2.rosbag录制（命令行）

rosbag record -a -o 文件名  录制文件

rosbag info 文件名  查看文件信息

rosbag play 文件名 回放文件

3.rosbag录制（C++）

（1）写bag

#include "ros/ros.h"
#include "rosbag/bag.h"
#include "std_msgs/String.h"


int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc,argv,"bag_write");
    ros::NodeHandle nh;
    //创建bag对象
    rosbag::Bag bag;
    //打开
    bag.open("/home/rosdemo/demo/test.bag",rosbag::BagMode::Write);
    //写
    std_msgs::String msg;
    msg.data = "hello world";
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    //关闭
    bag.close();

    return 0;
}

 （2）读bag

/*  
    读取 bag 文件：

*/
#include "ros/ros.h"
#include "rosbag/bag.h"
#include "rosbag/view.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "std_msgs/Int32.h"

int main(int argc, char *argv[])
{

    setlocale(LC_ALL,"");

    ros::init(argc,argv,"bag_read");
    ros::NodeHandle nh;

    //创建 bag 对象
    rosbag::Bag bag;
    //打开 bag 文件
    bag.open("/home/rosdemo/demo/test.bag",rosbag::BagMode::Read);
    //读数据
    for (rosbag::MessageInstance const m : rosbag::View(bag))
    {
        std_msgs::String::ConstPtr p = m.instantiate<std_msgs::String>();
        if(p != nullptr){
            ROS_INFO("读取的数据:%s",p->data.c_str());
        }
    }

    //关闭文件流
    bag.close();
    return 0;
}

 4.rqt工具箱

包括rqt_graph、rqt_console、rqt_plot、rqt_bag等插件。

其中，rqt_bag可以更方便的录制和重放bag文件。

启动方式：rqt

5.机器人仿真系统。

URDF是 Unified Robot Description Format 的首字母缩写，直译为统一(标准化)机器人描述格式，可以以一种 XML 的方式描述机器人的部分结构，比如底盘、摄像头、激光雷达、机械臂以及不同关节的自由度.....,该文件可以被 C++ 内置的解释器转换成可视化的机器人模型，是 ROS 中实现机器人仿真的重要组件。

RViz 是 ROS Visualization Tool 的首字母缩写，直译为ROS的三维可视化工具。它的主要目的是以三维方式显示ROS消息，可以将 数据进行可视化表达。例如:可以显示机器人模型，可以无需编程就能表达激光测距仪（LRF）传感器中的传感 器到障碍物的距离，RealSense、Kinect或Xtion等三维距离传感器的点云数据（PCD， Point Cloud Data），从相机获取的图像值等

Gazebo是一款3D动态模拟器，用于显示机器人模型并创建仿真环境,能够在复杂的室内和室外环境中准确有效地模拟机器人。与游戏引擎提供高保真度的视觉模拟类似，Gazebo提供高保真度的物理模拟，其提供一整套传感器模型，以及对用户和程序非常友好的交互方式。

 

机器人的系统仿真是一种集成实现，主要包含三部分:

• URDF 用于创建机器人模型

• Gzebo 用于搭建仿真环境

• Rviz 图形化的显示机器人各种传感器感知到的环境信息

三者应用中，只是创建 URDF 意义不大，一般需要结合 Gazebo 或 Rviz 使用，在 Gazebo 或 Rviz 中可以将 URDF 文件解析为图形化的机器人模型，一般的使用组合为:

• 如果非仿真环境，那么使用 URDF 结合 Rviz 直接显示感知的真实环境信息

• 如果是仿真环境，那么需要使用 URDF 结合 Gazebo 搭建仿真环境，并结合 Rviz 显示感知的虚拟环境信息

具体的urdf语法和xacro语法略过。

6.Arbotix

创建配置文件。

control.yaml

# 该文件是控制器配置,一个机器人模型可能有多个控制器，比如: 底盘、机械臂、夹持器(机械手)....
# 因此，根 name 是 controller
controllers: {
   # 单控制器设置
   base_controller: {
          #类型: 差速控制器
       type: diff_controller,
       #参考坐标
       base_frame_id: base_footprint, 
       #两个轮子之间的间距
       base_width: 0.2,
       #控制频率
       ticks_meter: 2000, 
       #PID控制参数，使机器人车轮快速达到预期速度
       Kp: 12, 
       Kd: 12, 
       Ki: 0, 
       Ko: 50, 
       #加速限制
       accel_limit: 1.0 
    }
}

 在launch文件中配置arbotix节点

<node name="arbotix" pkg="arbotix_python" type="arbotix_driver" output="screen">
     <rosparam file="$(find my_urdf05_rviz)/config/hello.yaml" command="load" />
     <param name="sim" value="true" />
</node>

<node> 调用了 arbotix_python 功能包下的 arbotix_driver 节点

<rosparam> arbotix 驱动机器人运行时，需要获取机器人信息，可以通过 file 加载配置文件

<param> 在仿真环境下，需要配置 sim 为 true

然后launch启动 ，在rviz里配置，

 

此时调用 rostopic list 会发现一个熟悉的话题: /cmd_vel

 

 运行命令行

rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0.5}}'

就可以看到小车动起来了。