ROS中的关键组件

一、roslaunch

roslaunch是一个用于自动启动一系列ROS节点的命令行工具，从表面上看该命令和rosrun相似。但是roslaunch操作launch文件而不是节点，launch文件是描述一组节点以及它们话题重映射和参数的XML文件。根据规范，这些文件具有.launch后缀。

每个标签包括了声明ROS图中节点的名字属性，该节点所在的包名，以及节点的类型，也就是可执行程序的文件名。

除此之外，roslaunch还有许多特性，例如通过ssh启动网络中其他计算机上程序的能力，以及在节点崩溃后自动重启节点的功能。roslaunch一个最重要的特性，是在终端中按下Ctrl+c快捷键，可以结束roslaunch之中所有的节点。Ctrl+c快捷键在UNIX系统中常用于强制结束程序，roslaunch也遵循这一规范，按下时，结束所有包含的节点，并且结束本身。

一个简单的roslaunch文件如下所示：

   

          type="demo_pub" output="screen"/>

   

          type="demo_sub" output="screen"/>

1.roslaunch标签

launch标签就像一个大括号，规定了一片区域，所有的launch文件都由开头，由结尾，所有的描述标签都要写在之间。

2.node标签

node标签是launch文件里最常见的标签，每个node标签里包括了ROS图中节点的名称属性name、该节点所在的包名pkg以及节点的类型type（其实就是可执行文件的名称，如果是用Python编写的就填写xxx.py，如果是cpp就写编译生成的可执行文件名），在上面的例子中还出现了output这个东西，这个属性在调试阶段很有用，output=“screen”表示了将终端输出转储在当前的控制台上，而不是在日志文件中。

3.重映射

remap标签顾名思义重映射，ROS支持topic的重映射，remap标签里包含一个original-name和一个new-name，及原名称和新名称。

如果拿到一个节点，这个节点订阅了"chatter"topic，然而你自己写的节点只能发布到"demo/chatter"topic，由于这两个topic的消息类型是一致的，你想让这两个节点进行通讯，那么可以在launch文件中这样写：

（其余部分待研究）

二、tf坐标系

对于一个机器人，机器人系统通常具有许多随时间变化的3D坐标系，例如世界坐标系（world frame)，基准坐标系(base frame)，夹具坐标系(gripper frame)，头部坐标系(head frame)等。tf包可以随时记录所有这些坐标系，并可以解决如下问题：

5秒前，机器人头部坐标系相对于世界（全局）坐标系的关系是什么样的？

机器人夹取的物体相对于机器人的中心坐标的位置是什么？

机器人中心坐标系相对于全局坐标系的位置在哪里？

（其余部分待研究）

三、rviz

RVIZ是一个强大的可视化工具，可以看到机器人的传感器和内部状态。

操作步骤：

1.启动ROS master，打开master服务器。

roscore  

2.配置ROS启用重放数据中的时间而非本机时间，影响整个系统所有时间API的输出结果。在默认情况下，ROS使用ubuntu系统的时间，也就是墙上时钟时间(wall clock)。但我们重播一个记录历史文件时，里面记录的是历史时间，所以我们需要告诉ROS从现在起开始启用模拟时间。

rosparam set use_sim_time true  

3.下载ROS提供的激光数据采集记录文件

wget http://pr.willowgarage.com/data/gmapping/basic_localization_stage.bag  

4.启动gmapping, 并监听 scan_base topic发来的消息。该topic是由模拟器发布的。

rosrun gmapping slam_gmapping scan:=base_scan  

5.启动模拟器重放激光数据

6.启动RViz,点击 add 按钮(左下方) ,在弹出的列表中选择 map,点击OK,这时开始展现一个空的地图

rosbag play --clock basic_localization_stage.bag  

7.最关键的一步，要告诉RViz  生成map信息的topic是什么。我们前面讲到过，gmapping输出的topic是 map，如下图配置，立即就可以看到地图的动态建立了。

rosrun rviz rviz

8.随着时间的推进，慢慢的整个地图就显示出来了

（调试未成功）

四、gazebo

而Gazebo则是三维平面的模拟器，可以自己在地图上添加几何体。 

1.先安装turltebot，启动Gazebo模拟器。

roslaunch turtlebot_gazebo turtlebot_world.launch

2.这样就启动成功了，第一次启动可能要等个几分钟或十几分钟，因为要从网络上获取模型的更新，如果打开后发现窗口中什么都没有，则看看终端有没没有说是在获取更新之类的信息。

sudo apt-get install ros-indigo-turtlebot-apps ros-indigo-turtlebot-rviz-launchers

3.接下来控制模拟机器人移动，通过键盘控制

roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch-screen

4.接着在开一个rviz，Gazebo相当于模拟现实世界，而RViz获得对周围的事物的传感器信息。接下来创建地图。

roslaunch turtlebot_gazebo gmapping_demo.launch

（调试未成功）