在Jetson Nano上学习ROS的记录（版本Ubuntu18.04，课程来源赵虚左老师的《ROS理论与实践》）第六章 通信机制实操
系列文章目录
第一章 ROS空间创建、helloworld的实现、开启多个节点
第二章 话题通信
第三章 服务通信
第四章 参数服务器
第五章 常用指令
第六章 通信机制实操
文章目录
- 系列文章目录
- 前言
- 一、通信机制实操
- 二、实操01_话题发布
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- 1.需求描述
- 2.实现流程
- 3.话题与消息获取
- 4.实现发布节点
- 三、实操02_话题订阅
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- 1.需求描述
- 2.配置launch文件
- 3.话题与消息获取(在启动上面的launch文件后）
- 4.实现订阅节点
- 四、实操03_服务调用
-
- 1.需求描述
- 2.服务名称与服务消息获取
- 3.服务客户端实现
- 五、实操04_参数设置
-
- 1.需求描述
- 2.参数名获取
- 3.参数修改
- 4.其他设置方式
- 总结
前言
现在大二，之前大一有幸参加了2021的国赛，很壮烈的拿了个江苏赛区的二等奖。但发现无人机这个题，真的是往堆钱上走了。不上ROS不行，现在来记录一下一个纯小白学习ROS的过程和遇到的问题。防止学弟、学妹们再走我走过的弯路。板子用的是学长给的Jetson Nano（4GB），版本是Ubuntu18.04（已配置好基础ROS所需配置）。
一、通信机制实操
主要是通过ROS内置的turtlesim案例，结合已经介绍ROS命令获取节点、话题、话题消息、服务、服务消息与参数的信息，最终再以编码的方式实现乌龟运动的控制、乌龟位姿的订阅、乌龟生成与乌龟窗体背景颜色的修改。
二、实操01_话题发布
1.需求描述
编码实现乌龟运动控制，让小乌龟做圆周运动。
2.实现流程
通过计算图结合ros命令获取话题与消息信息。
编码实现运动控制节点。
启动 roscore、turtlesim_node 以及自定义的控制节点，查看运行结果。
3.话题与消息获取
- ctrl+alt+t开启3个命令行
roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
rosrun turtlesim turtle_teleop_key
- 通过计算图查看话题，启动计算图：
rqt_graph
查找到话题：/turtle1/cmd_vel - 获取消息名称：
rostopic type /turtle1/cmd_vel
查找到消息名称：geometry_msgs/Twist - 获取消息格式：
rosmsg info geometry_msgs/Twist
响应结果:
geometry_msgs/Vector3 linear #线速度xyz分别对应在x、y和z方向上的速度(单位是 m/s)
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Vector3 angular #角速度xyz分别对应x轴上的翻滚、y轴上俯仰和z轴上偏航的速度(单位是rad/s)
float64 x
float64 y
float64 z
4.实现发布节点
- 建立功能包，依赖项：
roscpp rospy std_msgs geometry_msgs
在功能包下创建scripts文件夹，并建立python文件，给予权限
代码如下：
#! /usr/bin/env python3
import rospy
from geometry_msgs.msg import Twist
"""
发布方：发布速度消息
话题：/turtle1/cmd_vel
消息：geometry_msgs/Twist
1.导包
2.初始化ros节点
3.创建发布者对象
4.组织数据并发布数据
"""
if __name__ == "__main__":
# 2.初始化ros节点
rospy.init_node("my_control_p")
# 3.创建发布者对象 参数1：话题名称;参数2：数据类型；参数3:队列长度
pub = rospy.Publisher("/turtle1/cmd_vel",Twist,queue_size=10)
# 4.组织数据并发布数据
#设置发布频率
rate = rospy.Rate(10)
#创建速度消息
twist = Twist()
twist.linear.x = 0.5 #设置线速度（x方向）
twist.linear.y = 0.0
twist.linear.z = 0.0
twist.angular.x = 0.0
twist.angular.y = 0.0
twist.angular.z = 0.5
#循环发布
while not rospy.is_shutdown():
pub.publish(twist)
rate.sleep()
- 更改cmakelists
第163行：
catkin_install_python(PROGRAMS
scripts/test01_pub_twist_p.py
DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)
-
编译运行
-
ctrl+alt+t开启3个命令行
roscore #第一个
rosrun turtlesim turtlesim_node #第二个
source ./devel/setup.bash #第三个
rosrun plumbing_test test01_pub_twist_p.py
三、实操02_话题订阅
1.需求描述
- 需求描述:
已知turtlesim中的乌龟显示节点，会发布当前乌龟的位姿(窗体中乌龟的坐标以及朝向)，要求控制乌龟运动，并时时打印当前乌龟的位姿。 - 实现分析: 首先，需要启动乌龟显示以及运动控制节点并控制乌龟运动。 要通过ROS命令，来获取乌龟位姿发布的话题以及消息。
编写订阅节点，订阅并打印乌龟的位姿。 - 实现流程: 通过ros命令获取话题与消息信息。 编码实现位姿获取节点。 启动 roscore、turtlesim_node 、控制节点以及位姿订阅节点，控制乌龟运动并输出乌龟的位姿。
2.配置launch文件
- 功能包下建立launch文件夹，建立相关launch文件
代码如下：
<!-- 启动乌龟GUI与键盘控制节点-->
<launch>
<!--乌龟GUI pkg你要执行的功能包，type被执行的相关文件，neme节点的名称，output把日志输出到控制台-->
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="turtle1" output = "screen" />
<!--键盘控制-->>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key" output = "screen" />
</launch>
记得编译运行！！！
2. 打开命令行
source ./devel/setup.bash
roslaunch plumbing_test start_turtle.launch
即可同时打开多个节点
3.话题与消息获取(在启动上面的launch文件后）
- 获取话题：
rostopic list
查找到话题：/turtle1/pose - 获取消息名称：
rostopic type /turtle1/pose
查找到消息名称：turtlesim/Pose - 获取消息格式：
rosmsg info turtlesim/Pose
相应结果：
float32 x
float32 y
float32 theta
float32 linear_velocity
float32 angular_velocity
4.实现订阅节点
- 建立功能包，依赖项：
roscpp rospy std_msgs turtlesim
在功能包下创建scripts文件夹，并建立python文件，给予权限
代码如下：
#! /usr/bin/env python3
import imp
import rospy
from turtlesim.msg import Pose
"""
需求：订阅并输出乌龟位置信息
1.导包；
2.初始化ROS节点；
3.创建订阅对象；
4.使用回调函数处理订阅到的消息；
5.spin（）
"""
def doPose(pose): #回调函数，参数是订阅到的消息
rospy.loginfo("p->乌龟位置信息：坐标(%.2f,%.2f),朝向：%.2f,线速度：%.2f，角速度：%.2f",pose.x,pose.y,pose.theta,pose.linear_velocity,pose.angular_velocity)
if __name__ == "__main__":
# 2.初始化ROS节点；
rospy.init_node("sub_pose_p")
# 3.创建订阅对象；话题名称：name, 消息类型：data_class,回调函数： callback=
sub = rospy.Subscriber("/turtle1/pose",Pose,doPose,queue_size=100)
# 4.使用回调函数处理订阅到的消息；
# 5.spin（）
rospy.spin()
- 更改cmakelists
第164行：
catkin_install_python(PROGRAMS
scripts/test01_pub_twist_p.py
scripts/test02_sub_pose_p.py
DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)
-
编译运行
-
新开一个命令行：
source ./devel/setup.bash
roslaunch plumbing_test start_turtle.launch
- 再开一个命令行：
source ./devel/setup.bash
rosrun plumbing_test test02_sub_pose_p.py
四、实操03_服务调用
1.需求描述
- 实现分析: 首先，需要启动乌龟显示节点。 要通过ROS命令，来获取乌龟生成服务的服务名称以及服务消息类型。
编写服务请求节点，生成新的乌龟。 - 实现流程: 通过ros命令获取服务与服务消息信息。 编码实现服务请求节点。 启动 roscore、turtlesim_node 、乌龟生成节点，生成新的乌龟。
2.服务名称与服务消息获取
-
获取话题：
rosservice list
查找到话题：/spawn -
获取消息名称：
rosservice type /spawn
查找到消息名称：turtlesim/Spawn -
获取消息格式：
rossrv info turtlesim/Spawn
响应结果：
float32 x
float32 y
float32 theta
string name #请求字段
---
string name #响应字段
3.服务客户端实现
- 建立功能包，依赖项：
roscpp rospy std_msgs turtlesim
在功能包下创建scripts文件夹，并建立python文件，给予权限
代码如下：
#! /usr/bin/env python3
from http import client
from requests import request
import rospy
from turtlesim.srv import *
"""
需求：向服务器发送请求生成一只乌龟
话题：/spawn
消息：turtlesim/Spawn
1.导包
2.初始化ros节点
3.创建服务的客户端对象
4.组织数据并发送请求
5.处理响应结果
"""
if __name__ == "__main__":
# 2.初始化ros节点
rospy.init_node("service_call_p")
# 3.创建服务的客户端对象 参数：name：话题名称, service_class:消息名称
client = rospy.ServiceProxy("/spawn",Spawn)
# 4.组织数据并发送请求
request = SpawnRequest()#创建请求数据对象
request.x = 8.5
request.y = 2.0
request.theta = -3 #向右转-3个弧度
request.name = "turtle4"
#判断服务器状态，再发送
client.wait_for_service()
try:
response = client.call(request) #发送请求
# 5.处理响应结果
rospy.loginfo("生成乌龟到名字叫：%s",response.name)
except Exception as e:
rospy.logerr("请求处理异常")
- 更改cmakelists
第164行：
catkin_install_python(PROGRAMS
scripts/test01_pub_twist_p.py
scripts/test02_sub_pose_p.py
scripts/test03_service_client_p.py
DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)
-
编译运行
-
新开一个命令行：
source ./devel/setup.bash
roslaunch plumbing_test start_turtle.launch
- 再开一个命令行：
source ./devel/setup.bash
rosrun plumbing_test test03_service_client_p.py
五、实操04_参数设置
1.需求描述
- 实现分析: 首先，需要启动乌龟显示节点。 要通过ROS命令，来获取参数服务器中设置背景色的参数。
编写参数设置节点，修改参数服务器中的参数值。 - 实现流程: 通过ros命令获取参数。 编码实现服参数设置节点。 启动 roscore、turtlesim_node与参数设置节点，查看运行结果。
2.参数名获取
获取参数列表:rosparam list
响应结果:
/turtlesim/background_b
/turtlesim/background_g
/turtlesim/background_r
3.参数修改
- 建立功能包，依赖项：roscpp rospy std_msgs turtlesim
在功能包下创建scripts文件夹，并建立python文件，给予权限
代码如下：
#! /usr/bin/env python3
import rospy
"""
需求：修改乌龟GUI的背景色
1.初始化ros节点
2.设置参数
"""
if __name__ == "__main__":
rospy.init_node("change_bgColor_p")
#修改背景色
rospy.set_param("/turtlesim/background_r",20)
rospy.set_param("/turtlesim/background_g",20)
rospy.set_param("/turtlesim/background_b",20)
- 更改cmakelists
第164行：
catkin_install_python(PROGRAMS
scripts/test01_pub_twist_p.py
scripts/test02_sub_pose_p.py
scripts/test03_service_client_p.py
scripts/test04_param_p.py
DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)
-
编译运行
-
新开一个命令行：
roscore -
再开一个命令行：
source ./devel/setup.bash
rosrun plumbing_test test04_param_p.py
- 再开一个命令行：
rosrun turtlesim turtlesim_node
4.其他设置方式
- 修改小乌龟节点的背景色(命令行实现)
rosparam set /turtlesim/background_b 自定义数值
修改相关参数后，重启 turtlesim_node 节点，背景色就会发生改变了
- 启动节点时，直接设置参数
rosrun turtlesim turtlesim_node _background_r:=100 _background_g=0 _background_b=0
- 通过launch文件传参
<launch>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="set_bg" output="screen">
<!-- launch 传参策略1 -->
<!-- <param name="background_b" value="0" type="int" />
<param name="background_g" value="0" type="int" />
<param name="background_r" value="0" type="int" /> -->
<!-- launch 传参策略2 -->
<rosparam command="load" file="$(find demo03_test_parameter)/cfg/color.yaml" />
</node>
</
总结
以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单记录了ROS的通信机制实操，如果有问题请在博客下留言或者咨询邮箱：[email protected]。