1.0 ROS学习笔记之课程预览

前言

• 5天学习ROS系列，分为基本概念学习，项目实践和进阶

学习目的

• 基本概念章节学习创建和理解ROS程序所需的主要概念
• 为你提供**理解和创建**ROS项目所需的工具和知识。你将学会移动机器人, 读取机器人传感器数据，使机器人执行规定任务，查看复杂数据（如点云、程序中的调试错误等）的可视化表示

基本概念

• Unit 1: ROS 基本结构 是如何工作的？
• Units 2 and 3: 什么是 ROS 主题 ，如何使用它们？
• Units 4 and 5: 什么是 ROS 服务 ，如何使用它们？
• Units 7 and 8: 什么是 ROS 行为 ，如何使用它们？
• Unit 9: 如何使用 ROS 调试工具 （主要是Rviz）查找程序中的错误？

项目实践

• 阶段 1: 创建一个主题发布器和订阅器来移动sphero机器人，读取其IMU和测距仪数据。
• 阶段 2: 创建一个服务，被调用时，读取IMU数据，告诉你朝哪个方向走。
• 阶段 3: 创建一个行为，被调用时，记录测距仪的数据，告诉你Sphero移动了多少距离。
• 阶段 4: 创建一个全局程序，使用你创建的服务和行为读/写主题，使机器人走出迷宫。

进阶

• 可以从 Robository下载仿真机器人模型，在一个安装在本地的ROS中进行实践
• 你可以访问 ROS Wiki ，查看ROS的官方文档

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开始学习

• 本节对课程涵盖的单元进行简单的介绍，对所学内容进行初步了解。为了对机器人进行编程，需要掌握主题，服务和行为。

主题概述

• ROS通过主题处理几乎所有的通信。即使更复杂的通信系统，比如服务或行动，最终也依赖于主题。（主题处理通信）

• 通过ROS主题，你可以与你的机器人进行通信以便使其移动，可以从你的机器人传感器读取数据，还可以做很多其他事情。

• WebShells 类似于Linux终端, 但是是在网页上的，可以将Linux命令发送到机器人计算机

  • 命令1：
    roslaunch publisher_example move.launch

  • 命令2：
    roslaunch publisher_example stop.launch

注 1: WebShell中按下Ctrl + C，停止程序。

注 2: 停止该程序后，机器人继续保持移动。要使它停止运动，必须运行另外一条指令。
即使使用“Ctrl+C”终止了命令，机器人仍将保持运动。这是由于机器人仍在监听你发布在该主题上的最后一条消息。

主题实例

1. 启动发布器（ROS程序）
2. 发布器负责将消息写入主题
3. 主题发送命令

工作原理：启动了一个发布器。发布器是一个ROS程序，它将一条消息发布进一个主题（这里是/cmd_vel主题）。该主题用来向机器人底座发送速度命令。这样，通过该主题发送速度命令（消息），你就可以使机器人动起来。

为什么我停止了程序后机器人仍在保持运动？ 这是由于该主题仍在监听发布的最后一条消息，该消息告诉它继续移动机器人。因此，要停止机器人的运动，你只需要启动另一个发布器，发布一条告诉机器人停止运动的消息即可。

服务概述

除了主题，ROS还提供了服务. 服务允许你编写特定功能的代码，然后供任何机器人调用。例如，你可以创建一个服务，使你的机器人移动一段时间，然后停止。

服务比主题稍微复杂一些，这是由于它包括两部分。一方面，你需要一个提供服务的服务器，它向任何想调用它的对象提供某项功能；另一方面，你需要一个客户端，它调用/请求服务功能。

服务实例

调用已创建的服务的例子

• 命令1(启动服务)
  roslaunch service_demo service_launch.launch

• 命令2（调用服务）
  rosservice call /service_demo “{}”

• 在服务被调用之前，服务必须启动且在运行。因此，确保在被调用之前启动服务

• 首先，启动服务以便使它能被任何想调用它的机器人调用。接着，执行命令调用那个服务。该服务的目的是使Kobuki机器人绕圆周运动4秒钟，然后停止。 因此，当你调用服务时，机器人开始进行运动。

行为概述

• ROS提供了行为。行为与服务类似，它们都允许你为你的机器人编写特定功能的代码，然后供任何需要它的对象调用。行为和服务的主要区别是，当你调用服务时，机器人一直等着，直到服务结束才能做其他的事情；当你调用行为时，机器人在执行该行为的同时还可以做其他的事情
• 还有一些其他的区别，比如行为允许你在行为被执行时提供反馈

行为实例

• 命令1(启动行为)
  roslaunch action_demo action_launch.launch

• 命令2（调用行为）
  roslaunch action_demo_client client_launch.launch

• 确保行为服务器运行

• 首先，你通过第一条指令 启动了行为服务器 。接着，你通过第二条指令 调用那个行为 。

调试工具RViz

启动命令

rosrun rviz rviz

进入可视化工具操作界面，某些节点需要使用一些标准的可视化工具