ROS 快速入门教程–机器人工匠阿杰

11. 年轻人的第一个node节点

cd ~/catkin_ws/src ; // 进入工作空间
catkin_create_p kg ssr_pkg rospy roscpp std_msgs ; // 创建一个名为ssr_pkg的工程，依赖包是：rospy roscpp std_msgs
// 此时，利用code指令进入vscode，打开工作空间目录下的ssr_pkg
// 再src下面的目录下，新建一个cpp文件，chao_node.cpp
chao_node.cpp:
	#include<ros/ros.h>
	int main(int argc, char const *argv[]){
        printf("hello, world");
        return 0;
    }
// 注意这时候可能include的文件标红，这时候只需要删除掉.vscode下面的c_cpp_properties.json文件，然后重新打开vscode即可。
// 接下来，打开CMakeList.txt文件(注意这里用的注释格式)
// 找到下面的注释文件中的"build"栏目中一行
add executable(${name}_node src/ssr_pkg_node.cpp) // 后面表示地址和文件名
    // 前面是节点名称
add executable(chao_nodes src/chao_node.cpp)
  	// 注意 每一次修改文件以后，都一定要记得保存
// 然后是ctrl+shift+B来编译。

    
步骤二：
// 打开新的终端
    roscore;
// 配置环境空间
	source ~/catkin_ws/devel/setup.bash；
// 运行超声波传感器节点
    rosrun ssr_pkg chao_node

步骤三：
   // 在主函数中加入ros:init()
   // 构建while循环，循环条件为ros:ok(); ,这样可以直接ctrl + c推出。
   // 在cmake文件中找到设置节点源码的编译规则，"build"的最后面
        target_link_libraries(chao_node
            ${catkin_LIBRIES}
    )
   

12 Topic话题和Message消息

Topic: 持续通讯的一种形式

Message: 通讯过程中发送的消息。

Publisher: 消息的发送方

Subscriber: 消息的接收方。

注意：一个话题里面一般不会发布多条信息，那样容易让接收者混乱。

所以比如另外有一个传感器也要发布关于姿态信息，那它就必须新建一个Topic，然后在这个Topic中发布message，作为接收者来说，就可以选择性的接受来自Topic的话题。

13. Publisher发布者和代码实现

注意：以上问题，rostopic话题不能是中文的。

// chao_node的代码
#include<ros/ros.h>
#include<std_msgs/String.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc, argv, "chao_node");
    /* code */
    ros::NodeHandle nh;
    // 注意：话题名称
    ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("go_car_kai_hei", 10); // first : message. seconde : queue
    ros::Rate loop_rate(10); // 设置频率。一秒钟发送十次。
    while(ros::ok()){
        printf("我要发布消息了！\n");
        std_msgs::String msg;
        msg.data = "超声波数据";
        pub.publish(msg);
        loop_rate.sleep(); // 实现延迟阻塞
    }
    
    return 0;
}

rostopic list : 列出系统中活跃的话题

rostopic echo + 主题名称：显示指定话题中发送的信息

rostopic hz + 主题名称：统计指定话题中消息发送频率

同理，复制节点，命名为yao_node.cpp

14. 在ros中，使用c++编写subcriber

#include<ros/ros.h>
#include<std_msgs/String.h>

void chao_callback(std_msgs::String msg){ // 这个接受回溯函数用来处理接受到的信息
    ROS_INFO(msg.data.c_str()); // 带时间戳的信息
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL, ""); // ""代表跟随系统文字，可以正常输出中文
    /* code */
    ros::init(argc, argv, "ma_node");
    ros::NodeHandle nh;
    ros::Subscriber sub = nh.subscribe("go_car_kai_hei", 10, chao_callback); // 注意：""这里的是对应要接受的topic名称。
    while(ros::ok()){
        ros::spinOnce(); // 这个函数为了让系统把注意力放在接受信息上。
    }
    return 0;
}

// 对应的编译CMake文件：结尾处加入这个
add_executable(ma_node src/ma_node.cpp)
target_link_libraries(ma_node
    ${catkin_LIBRARIES}
)

一个工具：rqt_graph 一个查看节点关系的工具。

15. ROS中，使用launch文件一次性启动多个节点

在上一接中，我们如果要实现接收者接收到多个发布者的信息，就需要打开多个窗口来分别运行，这样比较麻烦，于是launch文件运用而生。只需要用标记语言来对多个节点进行标记，就可以实现一次性运行。

接下来，我们来实践操作一下

• 首先，在pkg文件下，新建一个launch文件夹，然后在这个文件夹下新建一个kai_hei.launch文件。然后编辑如下：

<launch>
    <node pkg="ssr_pkg" type="chao_node" name="chao_node" launch-prefix="gnome-terminal -e"/>
    <node pkg="ssr_pkg" type="yao_node" name="yao_node"/>
    <node pkg="atr_pkg" type="ma_node" name="ma_node" output="screen"/>

</launch>

19. 在ROS中，用C++实现机器人的运动控制

// 1 首先新建一个速度发布节点
cd catkin_ws/src/
catkin_create_pkg vel_pkg roscpp rospy geometry_msgs
// 2 创建一个速度节点 vel_node.cpp
#include<ros/ros.h>
#include<geometry_msgs/Twist.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    /* code */
    // 首先是ros初始化，节点命名
    ros::init(argc, argv, "vel_node");
    // 引入一个ros管家
    ros::NodeHandle n;
    ros::Publisher vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/cmd_vel", 10);
    // 新建一个变量来存储数据
    geometry_msgs::Twist vel_msg;
    // Twish 有两个变量：速度、角速度
    vel_msg.linear.x = 0.1; // x轴方向的速度
    vel_msg.linear.y = 0;
    vel_msg.linear.z = 0;
    vel_msg.angular.x = 0; // x轴方向的角速度
    vel_msg.angular.y = 0;
    vel_msg.angular.z = 0;
    // 通过while循环来实现循环播报
    ros::Rate r(30);
    while(ros::ok()){
        vel_pub.publish(vel_msg);
        r.sleep();
    }
    return 0;
}
// 对应的编译文件修改一下
# catkin_add_nosetests(test)
add_executable(vel_node srcel_node.cpp)
add_dependencies(vel_node ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})
target_link_libraries(vel_node
  ${catkin_LIBRARIES}
)

22. ROS中，使用RViz观测传感器数据

可以使用rviz进行添加模型，然后添加观测机器人的传感器，在左侧的状态栏可以修改传感器的一些参数。

如果要保存rviz的配置，直接file–save as保存为.rviz文件即可，下一次直接打开。

在这个模型里面，可以通过：

roslaunch wpr_simulation wpb_rviz.launch来实现配置好的rviz界面

23 ROS系统中激光雷达的消息包

在实际ros项目中，激光雷达的数据如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LJe5mJws-1687785842657)(C:\Users\风净尘\Desktop\QQ图片20230311111300.jpg)]

range是每一个方向的障碍物距离，有360个角度线。 如果超出了范围，就是INF表示无穷大。

24. 用C++实现获取激光雷达数据的接收器

首先继续按照之前的方式创建一个pkg，然后创建lidar_node.cpp文件如下：

#include<ros/ros.h>
#include<sensor_msgs/LaserScan.h>

//回调函数
void lidar_callback(sensor_msgs::LaserScan msg){
    float fMidDist = msg.ranges[180]; // 这里指向的是正前方，从6点钟方向来算0度。
    ROS_INFO("前方测距 range[180] = %f 米", fMidDist);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    // 初始化
    setlocale(LC_ALL, ""); // 设置全局语言跟随系统
    ros::init(argc, argv, "lidar_node"); // 节点名字
    // 引入管家
    ros::NodeHandle nh;
    // 创建接受者
    ros::Subscriber lidar_sub = nh.subscribe("/scan", 10, lidar_callback);
    ros::spin(); // 让系统监视这个信息
    return 0;
}

28. IMU惯性测量单元

注意区别，这里的是线性加速度x，y，z轴。

orientation——covariance：协方差矩阵

38 ROS中的栅格地图