turtlebot 2入门(ubuntu 16.04+ROS Kinetic)

参考：http://wiki.ros.org/Robots/TurtleBot
本文用来记录在学习使用turtlebot 2的学习经历以及在学习过程中所遇到的问题，仅供大家参考。

1. 硬件准备

本文基于官方教程的ROS indigo版本进行修改，预完成对kinect的调试，以及在turtle中实现Gamapping功能包，所以需要激光雷达。
基于官方教程，我们需要两台电脑，一台放在turtlebot上，在本文中称它为“上网本”；
另一台称为“工作站”。所以还需要路由器，完成两台电脑之间的通信。

2. 测试turtle

在已经完成安装ROS kinetic的基础上，进行测试。

2.1 准备工作：安装Turtle包

安装Turtlebot，打开终端，运行如下命令:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install ros-kinetic-turtlebot ros-kinetic-turtlebot-apps ros-kinetic-turtlebot-interactions ros-kinetic-turtlebot-simulator ros-kinetic-kobuki-ftdi ros-kinetic-rocon-* ros-kinetic-ar-track-alvar-msgs
$ sudo apt-get install ros-kinetic-turtlebot-*

2.2 实机测试：Turtlebot 2测试

将上网本与Turtlebot通过USB接口相连，之后在上网本中，打开终端，运行：
roscore
如果ROS安装正确显示:
started core service [/rosout]
如有问题，请检查ROS安装步骤！

2.2.1 检查别名：

• 输入检测命令：
  ls /dev/kobuki
• 会显示有对应的设备/dev/kobuki
• 如果没有，添加别名：
  rosrun kobuki_ftdi create_udev_rules
• 重插USB线，在进行上述的检测命令

2.2.2 通过遥控移动（仅TurtleBot，通过Turtlebot的上网本操作）

1. 打开Turtlebot开关，状态（status指示灯）点亮，不停闪烁。
2. 启动Turtlebot，在上网本，打开一个新终端，运行如下命令：
   roslaunch turtlebot_bringup minimal.launch
3. 启动键盘遥控，在上网本，打开另一个新终端，运行如下命令：
   roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch
4. 点击键盘“i”前进。
   至此，Turtlebot 2测试完成。

3. 配置网络

1. 在工作站和Turtlebot都要同步时钟
   打开终端，输入如下命令：

sudo apt-get install chrony
sudo apt-get install ntpdate
sudo ntpdate ntp.ubuntu.com

2. 获取Turtlebot和工作站的IP地址，在终端执行：
   ifconfig
3. 查看SSh状态:
   sudo service ssh status
   如果显示ssh: unrecognized service，没安装ssh,则安装：
   sudo apt-get install openssh-server
   安装成功后，查看服务器是否启动在终端输入：
   ps -e | grep ssh
   
   若未启动，则启动ssh服务，在终端输入：
   service sshd start
4. 工作站远程登录Turtlebot上网本:
   首先，对turtlebot进行配置参数，在上网本终端输入：

export ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311 >> ~/.bashrc
export ROS_HOSTNAME=IP_OF_TURTLEBOT >> ~/.bashrc

注意，上述的第一个命令不用修改，而第二个需要将IP_OF_TURTLEBOT改为对应的wlan0中的inet地址。
然后，对工作站进行配置参数，在工作站打开终端，输入：

echo export ROS_MASTER_URI=http://IP_OF_TURTLEBOT:11311 >> ~/.bashrc
echo export ROS_HOSTNAME=IP_OF_PC >> ~/.bashrc

第一个将IP_OF_TURTLEBOT改为对应的ip地址;
第二个改为工作站的inet地址。

参数配置到此结束，下面开始通信。

• 在工作站的终端输入：
  ssh NAME_OF_TURTLEBOT@IP_OF_TURTLEBOT
  NAME_OF_TURTLEBOT为Turtlebot对应的电脑名字，IP_OF_TURTLEBOT为对应的ip地址。
  然后输入IP_OF_TURTLEBOT对应的密码就可以登录成功了。
  如果出现Permission denied, please try again的登录问题，则是远程登录权限受限导致。可以用下面的方法进行修改：
  将Turtlebot电脑中/dev/ssh/ssd_config文件做一定的修改。

cd /etc/ssh
sudo gedit sshd_config

进入以后将PermitRootLogin without-password 改为PermitRootingLogin yes
然后保存关闭。

• 登录到上网本之后，终端变为上网本的终端，可以对上网本执行操作。（在成功通信之后，工作站上的终端变为上网本的终端）
• 验证从工作站到Turtlebot
  在Turtlebot终端(工作站中的)执行：
  roslaunch turtlebot_bringup minimal.launch --screen
  在工作站终端(可以新打开一个终端)执行：
  roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch
  可以在工作站的键盘点击“i”，控制Turtlebot前进。
  在工作站终端执行：
  rostopic list
• 验证从Turtlebot到工作站
  在工作站终端执行：
  rostopic pub -r10 /hello std_msgs/String "hello"
  在TurtleBot终端（工作站中的）执行：
  rostopic echo /hello
  消息“你好”开始打印每秒约10次。如果没有，检查工作站的ROS_HOSTNAME设置。

4. 使用激光雷达(Rplidar)gmapping构建地图

1. 建立工作空间：

$ mkdir -p  ~/turtlebot_ws/src
$ cd   ~/turtlebot_ws/src
## 激光雷达rplidar一代驱动
$ git clone https://github.com/ncnynl/rplidar_ros.git
## turtlebot建图依赖包
$ git clone https://github.com/turtlebot/turtlebot_apps 
#编译
$ cd  ~/turtlebot_ws
$ catkin_mak

• 添加环境变量，在~/.bashrc最后添加一行：
  $ source ~/turtlebot_ws/devel/setup.bash
• 刷新配置
  $ source ~/.bashrc

2. 创建激光雷达(Rplidar)的串口别名

• 将激光雷达通过USB口与电脑连接，此时，激光雷达会旋转。
  随后，确认idVendor和idProduct，ID后面的部分idVendor:idProduct，在终端输入：
  $ lsusb
  输出项含有：
  Bus 001 Device 006: ID 10c4:ea60
  则证明连接成功。
• 新建 /etc/udev/rules.d/rplidar.rules文件（需要管理员权限），具体步骤如下：(别名为rplidar，实际名称为：/dev/rplidar)

  ## 新建文件
  $ sudo touch  /etc/udev/rules.d/rplidar.rules
  ## 打开文件
  $ sudo gedit  /etc/udev/rules.d/rplidar.rules
  

  将以下内容复制进去：

  KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="10c4", ATTRS{idProduct}=="ea60", 	MODE:="0666", GROUP:="dialout",  SYMLINK+="rplidar"
  

• 增加当前用户对串口的默认访问权限：
  $ sudo usermod -a -G dialout 用户名
• 使UDEV配置生效：（使串口的默认访问权限生效，需要重启机器）

  $ sudo service udev reload
  $ sudo service udev restart
  

3. 制作雷达驱动启动文件

• 复制rplidar.launch到rplidar-laser.launch，并增加TF定义 :

  $ roscd turtlebot_navigation
  $ mkdir -p laser/driver
  $ sudo cp ~/turtlebot_ws/src/rplidar_ros/launch/rplidar.launch laser/driver/rplidar_laser.launch
  

• 打开rplidar_laser.launch，并修改:
  sudo gedit rplidar_laser.launch
• 检查frame_id是否指定为laser:
  
• 查看serial_port是否指定正确端口，使用别名:
• 检查端口:
  将中的/dev/rplidar更改为：
  /dev/ttyUSB0。
• 增加TF：
  修改为args="-0.18 0.0 0.24 0 0.0 0.0 为自己的实际安装位置。TF的单位为米。
  完整代码如下：

• 检查turtlebot_navigation包
  增加rplidar_gmapping_demo.launch文件，用于启动gmapping。

  $ roscd  turtlebot_navigation
  $ touch  launch/rplidar_gmapping_demo.launch
  $ gedit  launch/rplidar_gmapping_demo.launch
  

  输入内容：

• 增加rplidar_gmapping.launch.xml文件，执行gmapping建图

  $ roscd  turtlebot_navigation
  $ touch  launch/includes/gmapping/rplidar_gmapping.launch.xml 
  $ gedit  launch/includes/gmapping/rplidar_gmapping.launch.xml 
  

  输入内容：

4. 测试激光雷达gmapping构建地图

• 上网本新开端口，打开roscore
  $ roscore

以下操作均在上网本的工作空间（turtlebot_ws）下执行：

• 上网本新开端口，启动turtlebot
  $ roslaunch turtlebot_bringup minimal.launch
• 上网本新开端口，启动gmapping,用于构建地图
  $ roslaunch turtlebot_navigation rplidar_gmapping_demo.launch
• 工作机或上网本新开端口，启动键盘操作Turtlebot
  $ roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch
• 工作机或上网本新开端口，启动rviz，实时查看建图情况
  $ roslaunch turtlebot_rviz_launchers view_navigation.launch
• 构建地图结束保存地图
  上网本新开端口，建立目录，保存地图:

  $ mkdir -p ~/map
  $ rosrun map_server map_saver -f ~/map/rplidar_gmapping
  $ ls ~/map   #查看内容，包含rplidar_gmapping.pgm  rplidar_gmapping.yaml
  

• 查看地图，已经生成rplidar_gmapping.pgm文件，可以用图像浏览器（gimp, eog, gthumb, 等等)打开查看。

自此，turtlebot基本入门已经基本结束，以后会开一个专栏详细介绍激光SLAM。