Windows系统下的MATLAB 虚拟机中Ubuntu系统的ROS通讯

news2024/9/22 5:38:22

在Windows系统下的MATLAB与虚拟机中Ubuntu系统的ROS进行通讯，主要涉及到网络配置、环境变量设置以及MATLAB与ROS的接口调用。以下是一个详细的步骤说明：

一、网络配置

设置虚拟机网络：
- 确保虚拟机（Ubuntu系统）的网络设置为桥接模式，这样虚拟机可以直接连接到物理网络，与Windows系统处于同一局域网内。
- 在虚拟机中，打开终端，输入ifconfig（或ip addr，取决于Ubuntu版本）查看虚拟机的IP地址。
Windows系统网络：
- 确保Windows系统的网络设置允许与虚拟机通信，通常桥接模式下不需要额外配置。

二、环境变量设置

Ubuntu系统：
- 在Ubuntu系统中，运行roscore以启动ROS主节点，并记录下ROS_MASTER_URI的值（通常为http://<虚拟机IP>:11311）。
- 可选：将ROS_MASTER_URI的值添加到.bashrc文件中，以便每次启动终端时自动设置。
Windows系统：
- 在MATLAB中，使用setenv函数设置ROS_MASTER_URI环境变量，指向Ubuntu系统中ROS主节点的URI。例如：
  setenv('ROS_MASTER_URI', 'http://<虚拟机IP>:11311');
- 注意：MATLAB R2019b及更高版本建议使用addpath和savepath来管理路径，而setenv函数在新版本中可能不再推荐使用。对于新版本的MATLAB，可以考虑使用setenv的替代方法，如setenv的MATLAB封装函数或直接在MATLAB的启动脚本中设置环境变量。

三、MATLAB与ROS通讯

启动ROS：
- 在Ubuntu虚拟机中，确保ROS主节点（roscore）正在运行。
MATLAB中初始化ROS：
- 在MATLAB命令窗口中输入rosinit，以初始化ROS连接。

使用MATLAB控制ROS节点：

MATLAB提供了ROS Toolbox，其中包含用于与ROS交互的函数和类。
可以使用MATLAB命令来发布消息到ROS主题、订阅ROS主题、列出ROS节点和主题等。

例如，发布消息到/turtle1/cmd_vel主题以控制turtlesim中的海龟移动：

	`cmdpub = rospublisher('/turtle1/cmd_vel', rostype.geometry_msgs_Twist);`
	`cmdmsg = rosmessage(cmdpub);`
	`cmdmsg.Linear.X = 1.0; % 设置海龟前进速度`
	`cmdmsg.Angular.Z = 0.5; % 设置海龟旋转速度`
	`send(cmdpub, cmdmsg);`

验证通讯：
- 在Ubuntu虚拟机中，可以使用rostopic echo /turtle1/cmd_vel来查看MATLAB发送的消息。
- 在MATLAB中，可以使用rostopic list来查看当前所有ROS主题。

四、注意事项

确保MATLAB和ROS的版本兼容。
如果在通讯过程中遇到网络问题，请检查防火墙设置和网络配置。
对于MATLAB R2019b及更高版本，请查阅MATLAB官方文档以了解如何在新版本中设置环境变量和使用ROS Toolbox。

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1. 使用网络通讯

网络通讯是跨系统通信最常见和最直接的方法。MATLAB和ROS都可以通过网络（如TCP/IP）进行通信。

步骤：

确保网络连接：
- 确保Windows宿主机和Ubuntu虚拟机都能访问网络。
- 可以在Ubuntu虚拟机中使用NAT模式或桥接模式连接到网络。
配置ROS：
- 在Ubuntu虚拟机中安装并配置ROS。
- 创建一个ROS节点，该节点可以监听来自网络的消息，并发送响应。
- 使用ROS的rostopic或rosservice命令来发布或订阅消息。
在MATLAB中编写代码：
- 使用MATLAB的TCP/IP通信函数（如tcpclient）来连接到ROS节点。
- 发送消息给ROS节点，并接收来自ROS节点的响应。
测试通讯：
- 启动ROS节点和MATLAB脚本，并测试消息能否正确发送和接收。

2. 使用ROSbridge

ROSbridge是一个用于ROS和非ROS系统（如Web浏览器、MATLAB等）之间通信的协议。

步骤：

安装ROSbridge：
- 在Ubuntu虚拟机中安装ROSbridge。这通常涉及安装rosbridge_server包。
启动ROSbridge：
- 使用ROS的roslaunch命令启动rosbridge_server。
在MATLAB中使用ROSbridge：
- 你可以使用MATLAB的WebSocket工具箱（如果可用）或第三方库（如rosbridge-matlab，如果可用）来与ROSbridge服务器通信。
- 如果没有现成的MATLAB库，你需要编写自定义的WebSocket客户端来与ROSbridge交互。
编写MATLAB脚本：
- 使用WebSocket API与ROSbridge通信，发送JSON消息，并接收响应。
测试通讯：
- 启动ROSbridge服务器和MATLAB脚本，测试消息能否正确发送和接收。

3. 使用虚拟机共享文件夹

虽然这种方法不直接用于实时通信，但可以用于文件交换或配置同步。

步骤：

设置共享文件夹：
- 在虚拟机管理器（如VMware或VirtualBox）中设置虚拟机与宿主机之间的共享文件夹。
在ROS中使用文件：
- ROS节点可以读取或写入共享文件夹中的文件。
在MATLAB中读取文件：
- MATLAB脚本可以读取或写入这些共享文件夹中的文件。

参考文献：

慕羽★-CSDN博客慕羽★擅长运动规划和控制,Ubuntu和ROS,matlab,等方面的知识,慕羽★关注论文阅读,算法,自动驾驶,python,c++,车载系统,机器人,ubuntu,无人机,动态规划,目标跟踪,单片机领域.https://blog.csdn.net/qq_44339029?type=blog