ros初识笔记<2>

开坑time 2023-07-28 09:08:22

包含三讲，到ros常用与节点话题密切相关的命令行使用为止。

1.ROS 是什么

发展史

2007年诞生于斯坦福STAIR项目  发起人Morgan Quigley

08年willow garage

10年ROS 1.0发布 11年发布TurtleBot（扫地机器人，成本低）

12年 ROScon（ROS开发者大会）

13年OSRF（开源机器人基金会）

14年Indigo   16 Kinetic 17    ROS 2.0 Ardent      18 Melodic 

ros1可能已经停止维护了，未来可能会逐渐流行ros2，Windows上也可以支持。

 

ROS

通信机制

松耦合分布式通信

 

开发工具

命令行&编译器

TF坐标变换

Rviz

Gazebo

QT工具箱

 

应用功能

Navigation   导航

SLAM             建图

moveIt!        机械臂运动

 

生态系统

1.发行版

2.软件源

3.ROS wiki（论坛）

4.邮件列表

5.ROS Answers

6.博客（Blog）

功能包—元功能包—软件仓库—ROS社区

目的：提高机器人研发中的软件复用率（善于利用别人已经开发过的代码，避免重复造轮子）

 

2. ROS 中的核心概念

通信机制

节点 Node ——执行单元

1. 执行具体任务的进程，独立运行的可执行文件

2. 不同节点可使用不同的编程语言，可分布式运行在不同的主机

3. 节点在系统中的名称必须是唯一的

 

节点管理器（ROS Master）——控制中心

1. 为节点提供命名和注册服务

2. 跟踪和记录话题/服务通信，辅助节点相互查找、建立连接

3. 提供参数服务器，节点使用此服务器存储和检索运行时的参数

 

话题 Topic ——异步通信机制

话题模型：发布/订阅

节点间用来传输数据的重要总线

单向传输

使用发布/订阅模型，数据由发布者传输到订阅者，同一个话题的订阅者或发布者可以不唯一

 

消息 Message ——话题数据

具有一定的类型和数据结构，包括ROS提供的标准类型和用户自定义类型

使用编程语言无关的.msg文件定义，编译过程中生成对应的代码文件

 

服务 service 同步通信机制

有反馈

使用客户端/服务器（C/S）模型，客户端发送请求（request）数据，服务器完成处理后返回应答（response）数据。

使用编程语言无关的.srv文件定义请求和应答数据结构，编译过程中生成对应的代码文件。

 

话题与服务区别

底层协议？

缓冲区？

 

参数 parameter ——全局共享字典

可以通过网络访问的共享、多变量字典

节点使用此服务器来存储和检索运行时的参数

适合存储静态，非二进制的配置参数，不适合存储动态配置的数据

 

功能包 package

ros软件中的基本单元，包含节点源码、配置文件、数据定义等

功能包清单 package manifest

记录功能包的基本信息，包含作者信息、许可信息、依赖选项、编译标志等

 

3.ROS命令行工具的使用

常用命令

rostopic

可以通过终端命令行向turtle1/cmd_vel下达指令来控制乌龟运动

利用rostopic pub 

后面跟话题名+消息类型+数据内容（可用tab键补全）

Twist是数据结构，包括linear angular（线速度m/s，角速度弧度/s）

pub只会发布一次，海龟只会跑一小段，为了一直跑需要加循环，在pub后加-r 10（表示频率）（表示1秒钟发布十次）

为了让海龟停下来可在终端里ctrl+c

不然会一直是这种警告：oh no i hit the wall 撞墙

 

 

rosservice

上面有个服务叫spawn，顾名思义可以让乌龟产卵，可以再产生其他乌龟

 

需要使用call

x,y为新增海龟初始位置

名称自取

第二行name为新增成功的反馈

第二只乌龟出生了

list里面出现了turtle2

现在复习上面的，控制海龟2

这样第二只也能跑

 

rosnode（显示节点相关信息）

rosnode is a command-line tool for printing information about ROS Nodes.

翻译：rosnode是一个用于显示ROS节点信息的一种命令行工具。

多了个rosout节点：一个ros默认的节点

查看节点turtlesim具体信息

发布的信息，订阅的话题，提供的服务，pid,主机号都有显示。

rosparam

rosmsg

rosmsg show 具体展示数据结构（tab补全）

rossrv

 

example 小海龟

roscore                                                  //启动ros master

rosrun turtlesim turtlesim_node           //启动小海龟仿真器

rosrun turtlesim turtle_teleop_key       //启动海龟控制节点   （光标在这个终端里才能动）

（输入后按tab看包含哪些功能）

 

rqt_graph（看到系统全貌）

用于显示系统的计算图

通信机制的核心就是一张计算图

左边是键盘控制节点，右边是仿真器节点

中间的是一个话题，名字叫/turtle1/cmd_vel

构成了一个系统

 

rosbag

话题记录+话题复现

比如无人机试飞啥的，可以记录每次的飞行数据，方便调用

操作方式（以海龟为例）：

roscore

终端+ 启动海龟仿真运动节点 rosrun turtlesim turtlesim_node

终端＋ 启动海龟键盘控制节点  rosrun turtlesim turtle_teleop_key

终端＋ 开始记录 rosbag record -a -O cmd_recordd （-O后面接的是生成的记录压缩包的名字，可在主目录中找到）

从回车的那一刻开始记录，键盘控制运动，然后Ctrl+c退出，记录结束

关闭roscore,键盘控制终端，重启roscore,然后rosbag play cmd_record.bag 可以看见海龟将复现刚刚记录的运动过程。

 

闭坑时间:

2023-08-03  16:00:55

28号来姨妈了然后一蹶不振。