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创建catkin工作空间

小乌龟turtlesim节点

启动节点

turtlesim节点

turtlesim 话题与消息

查看话题的消息类型

查看消息类型的具体内容

查看话题的值

改变背景颜色

获取参数列表

 获取参数值

修改颜色

控制乌龟运动

通过发布话题控制乌龟运动

通过键盘控制乌龟运动

通过服务控制乌龟的移动

---

上次安装成功ROS之后，先确认一下ROS的安装环境正确：

env | grep ROS
    

result:

    

      

       

      
      

       

        ROS_VERSION
        =
        1
       
      

      

       

      
      

       

        ROS_PYTHON_VERSION
        =
        3
       
      

      

       

      
      

       

        ROS_PACKAGE_PATH
        =
        /opt
        /ros
        /noetic
        /share
       
      

      

       

      
      

       

        ROSLISP_PACKAGE_DIRECTORIES
        =
       
      

      

       

      
      

       

        ROS_ETC_DIR
        =
        /opt
        /ros
        /noetic
        /etc
        /ros
       
      

      

       

      
      

       

        ROS_MASTER_URI
        =http:
        /
        /localhost:
        11311
       
      

      

       

      
      

       

        ROS_ROOT
        =
        /opt
        /ros
        /noetic
        /share
        /ros
       
      

      

       

      
      

       

        ROS_DISTRO
        =noetic
       
      
    

创建catkin工作空间

其实就是创建一个文件夹，然后在这个文件夹下，我们可以生成或者修改现有的catkin工作空间。输入以下命令就可以创建catkin工作空间：

    

      

       

      
      

       

        mkdir -p ~/catkin_ws/src
       
      

      

       

      
      

       

        cd ~/catkin_ws/src
       
      

      

       

      
      

       

        catkin_init_workspace
       
      
    

注意这个时候其实工作空间是空的，但是还是可以编译它：

    

      

       

      
      

       

        cd ~/catkin_ws/
       
      

      

       

      
      

       

        catkin_make
       
      
    

在这一步之后最好是可以加载在devel文件夹下的源文件 setup.bash，也可以一步到位直接在.bashrc里面加入加载源文件的命令，这样不用每次都加载一遍：

    

      

       

      
      

       

        echo 
        "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
       
      

      

       

      
      

       

        source ~/.bashrc
       
      
    

使用以下命令确认源文件加载成功：

echo $ROS_PACKAGE_PATH
    

输出应该为：

 这里 ubuntu是安装时的用户名，上一篇安装ubuntu桌面版的时候默认用户名就是ubuntu了。

小乌龟turtlesim节点

启动节点

首先打开一个终端窗口，输入以下命令启动ROS节点管理器：

roscore

    

结果为：

然后再打开一个终端（不要关闭当前窗口），运行以下命令：

rosrun turtlesim turtlesim_node
    

执行输出类似：

然后会弹出turtlesim的界面如图：

然后将这几个终端最小化，记得不要关闭这两个终端。

turtlesim节点

新打开一个终端，输入如下命令找出所有的活动节点：

rosnode list
    

输出如下：

这里可以看到我们已经成功启动了 /turtlesim 节点。

如果需要查看turtlesim节点发布的话题、订阅话题和服务等内容，可以输入：

rosnode info /turtlesim
    

结果如图：

在publications下面可以看到，/turtlesim 发布了两个话题： /turtle1/color_sensor 和 /turtle1/pose, 分别控制了乌龟界面的北京颜色和乌龟在界面上的位置坐标，它们的消息类型分别是 [turtlesim/Color] 和 [turtlesim/Pose] 。

在Subscriptions下面可以看到 /turtlesim 订阅了一个未知类型的话题 turtle1/cmd_vel

turtlesim 话题与消息

输入如下命令来查看 /turtlesim 的话题：

rostopic list
    

输出结果为：

查看话题的消息类型

输入 rostopic type 命令查看话题类型，例如：

rostopic type /turtle1/color_sensor
    

 输出结果为：

turtlesim/Color 为 /turtle1/color_sensor这一话题的消息类型 （ROS消息类型命名格式：[package name]/[message type]

查看消息类型的具体内容

刚刚看到话题 /turtle1/color_sensor 的消息类型为 turtlesim/Color ， 可以通过 rosmsg shw命令来查看它的具体内容：

rosmsg show turtlesim/Color
    

 输出结果为：

也就是说这里使用 unit8 来表示背景的RGB颜色。

查看话题的值

比如说想要查看背景的RGB颜色，或者小乌龟的位置，可以用 rostopic echo 命令，例如：

rostopic echo /turtle1/color_sensor
    

终端会持续输出如图：

直到按下 Ctrl+C才会停止。

改变背景颜色

获取参数列表

通过rosparam list 命令获取 /turtlesim 节点的参数列表：

rosparam list

    

输出为：

 获取参数值

通过 rosparam get / 命令获得参数服务器上所有参数的数值：

rosparam get / 
    

输出结果为：

 注意这里的RGB数值和之前用 rostopic echo [topic name] 得到的数值相同。

修改颜色

通过 rosparam set 可以修改颜色:

    

      

       

      
      

       

        rosparam 
        set turtlesim/background_b 0
       
      

      

       

      
      

       

        rosparam 
        set turtlesim/background_g 0
       
      

      

       

      
      

       

        rosparam 
        set turtlesim/background_r 255
       
      

      

       

      
      

       

        rosservice call /clear
       
      
    

可以看到背景变成了红色：

控制乌龟运动

红色的背景感觉有点刺眼，这里我关闭了之前的 turtlesim节点并结束了roscore 节点管理器。这里重新启动一下：

在终端一中运行：

roscore
    

在第二个终端中运行：

rosrun turtlesim turtlesim_node
    

得到：

 （每次还都是不一样的小乌龟）

通过发布话题控制乌龟运动

之前提到 /turtlesim 节点订阅了一个位置类型的话题 turtle1/cmd_vel，这里先用 rostopic type来确定一下这个话题的消息类型，在一个新的终端窗口中运行如下命令：

rostopic type /turtle1/cmd_vel
    

得到：

 运行如下命令确定该消息的数据格式：

rosmsg show geometry_msgs/Twist
    

得到输出：

可以看到我们可以规定的是乌龟的线速度和角速度，这里要注意在二维空间中，允许的运动是沿 x 方向的直线运动或者是沿 z （垂直于电脑屏幕）的旋转运动。比如说：规定线速度为 2m/s, 角速度为 1.8 rads/s，那么命令如下：

rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -r 1 -- '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.8]'

    

需要一个稳定的频率为1Hz的指令流才能保持移动状态。我们可以使用rostopic pub -r命令来发布源源不断的命令，1 代表 1Hz 的 速度指令发布频率。可以看到命令发布之后小乌龟开始做圆周运动：

通过 Ctrl+C停止圆周运动

通过键盘控制乌龟运动

在上面控制乌龟做圆周运动的终端重，输入以下命令：

rosrun turtlesim turtle_teleop_key
    

 命令执行后显示：

然后就可以通过键盘的方向键来控制乌龟运动，方向键上下控制前后移动，左右控制移动方向：（注意这里需要活跃界面为这个终端窗口，而不是小乌龟的显示界面，如果鼠标电机小乌龟的显示界面 turtlesim 窗口，然后再用键盘控制，将不可用。）

 

结束后可以按q退出键盘控制。

通过服务控制乌龟的移动

首先通过 /turtle1/Pose 话题来获得乌龟的位置信息：

执行：

rostopic type /turtle1/pose
    

 得到输出为：

然后执行：

rosmsg show turtlesim/Pose
    

 输出：

然后可以通过以下命令得到乌龟的位置坐标、方位角度（theta）和速度参数：

rostopic echo /turtle1/Pose
    

输出为： 

 

这里需要注意这个小乌龟的原点在 TurtleSim 窗口的左下角。

然后我们就可以实用 rosservice 来移动乌龟，格式为： rosservice call <service name><service arguments>

比如服务 /turtle1/teleport_absolute 可以控制绝对位置的移动，这一服务的 service arguments 包含 x，y 坐标和方位角。例如将乌龟移动到绝对坐标 [1, 1] ，方位角为0，那么运行以下命令：

rosservice call /turtle1/teleport_absolute 1 1 0
    

执行结果如图：

可以看到乌龟移动到了绝对坐标 [1, 1] 的位置，并且头朝向是方位角为0的位置。

服务 /turtle1/teleport_relative 可以控制相对位置的移动，这一服务的 service arguments 包含移动距离和角度。例如将乌龟从绝对坐标 [1, 1] 移动到绝对坐标 [2, 1] ，那么相对位置移动了1，角度为 0 。运行以下命令：

rosservice call /turtle1/teleport_relative 1 0
    

运行结果如下图：

 

可以看到完成了相对位置的移动。大家也可以自己改变这两个服务的角度或者位移量（坐标值）来看看不同的数值对小乌龟位置的影响。