Ubuntu系统安装ROS & 实现小海龟仿真

前言

ROS (Robot Operating System, 机器人操作系统)
提供一系列程序库和工具以帮助软件开发者创建机器人应用软件。它提供了硬件抽象、设备驱动、库函数、可视化、消息传递和软件包管理等诸多功能。

一、ROS安装

1.添加ROS软件源：

sudo sh -c ‘echo “deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main” > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list’

2.添加密钥：

sudo apt-key adv --keyserver ‘hkp://keyserver.ubuntu.com:80’ --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

3.安装ROS

sudo apt update
sudo apt-get install ros-melodic-desktop-full

说明：
需要根据Ubuntu的版本选择合适的ROS版本。否则会出现Unable to locate package ros-kinetic-desktop-full的错误。ROS的版本主要有Melodic、Lunar、Kinetic版本，根据linux系统不同选择合适的版本，报错也就解决了。安装时间比较长。

4.初始化rosdep

sudo rosdep init
rosdep update

中途可能会出现一定错误，可参考：https://blog.csdn.net/qq_52215423/article/details/129331888

5.设置环境变量

echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

6.安装rosinstall

sudo apt-get install python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential

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到此，ROS安装完成

**

二、ROS第一个例程——小海龟

1.新建一个终端运行ROS

roscore

2.新建一个终端启动小海龟的仿真器

rosrun turtlesim turtlesim_node

3.新建一个启动海龟控制节点

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

每个步骤分明需要打开一个终端，小海龟的运行路径是在最后一个终端上，通过上下左右按键控制的。

三、话题查看器查看两个node之间的消息传递

在上面的三个终端运行的时候，再新建一个终端输入下面的命令查看话题：

rqt_graph

输出话题的内容：

rostopic info /turtle1/cmd_vel

查看自定义类型有什么：

rosmsg show geometry_msgs/Twist

四、C++写一个程序，控制小海龟走一个圆形

1.Workspace创建

1.新建一个文件夹，命名为catkin_ws
2.在文件夹 catkin_ws 下创建一个文件夹 src
3.移动到src目录下输入catkin_init_workspace。在src文件夹中出现CMakeLists.txt文件
4.返回catkin_ws,对其进行编译

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
catkin_init_workspace
cd ~/catkin_ws
catkin_make

2.设置环境变量

设置环境变量是为了让系统知道功能包的位置在哪，以便能找到。确保安装脚本正确地覆盖了工作空间，ROS_PACKAGE_PATH环境变量包含在目录中。

source devel/setup.bash

检查环境变量
查看当前环境变量,终端输入echo $ROS_PACKAGE_PATH

3.创建功能包：

来到workspace的src目录下，新建my_turtle_package包

cd ./src
catkin_create_pkg my_turtle_package std_msgs rospy roscpp

进入my_turtle_package的src文件中

cd src

新建画圆程序名为yuan.cpp

touch yuan.cpp

打开yuan.cpp

gedit yuan.cpp

代码：

#include "ros/ros.h"
#include //运动速度结构体类型  geometry_msgs::Twist的定义文件
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc, argv, "vel_ctrl");  //对该节点进行初始化操作
    ros::NodeHandle n;         //申明一个NodeHandle对象n，并用n生成一个广播对象vel_pub
    ros::Publisher vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);
    //vel_pub会在主题"/cmd_vel"(机器人速度控制主题)里广播geometry_msgs::Twist类型的数据
    ROS_INFO("draw_circle start...");//输出显示信息
    while(ros::ok())
    {
        geometry_msgs::Twist vel_cmd; //声明一个geometry_msgs::Twist 类型的对象vel_cmd，并将速度的值赋值到这个对象里面
 
        vel_cmd.linear.x = 2.0;//前后（+-） m/s
        vel_cmd.linear.y = 0.0;  //左右（+-） m/s
        vel_cmd.linear.z = 0.0;
 
        vel_cmd.angular.x = 0;
        vel_cmd.angular.y = 0;
        vel_cmd.angular.z = 1.8; //机器人的自转速度，+左转，-右转，单位是rad/s
        vel_pub.publish(vel_cmd); //赋值完毕后，发送到主题"/cmd_vel"。机器人的核心节点会从这个主题接受发送过去的速度值，并转发到硬件体上去执行
 
        ros::spinOnce();//调用此函数给其他回调函数得以执行(比例程未使用回调函数)
    }
    return 0;
}

记得保存文件再退出

修改CMakeLists.txt文件内容
返回my_turtle_package，打开CMakeLists.txt文件
在CMakeLists.txt文件中找到##Declare a C++ executable，在这一行的前面添加如下内容：

add_executable(yuan src/yuan.cpp)
target_link_libraries(yuan ${catkin_LIBRARIES})

4.编译

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

5.运行程序

1.新建一个终端运行ROS

roscore

2.新建一个终端启动小海龟的仿真器

rosrun turtlesim turtlesim_node

3.新建一个启动海龟控制节点

cd  ~/catkin_ws/
source devel/setup.bash			#程序注册
rosrun my_turtle_package yuan

五、总结

这是第一次安装ROS，安装中途还是有一些问题的，比如网络较差，ubuntu版本不一致，但是最终还是解决了。如果电脑安装ROS有问题的，可以采用直接导入Ubuntu18+ROS 镜像的方式，节约时间。镜像文件很大，约7GB，请从百度网盘下载 。https://pan.baidu.com/s/15CG3mXpxpqAYeBafS-vc8w 提取码：2022