ROS进阶功能—ROS - MATLAB

ROS进阶功能—ROS - MATLAB

众所周知Matlab是一款强大的数据处理工具，在科研、教学、商业领域广泛应用，不管你从事哪个行业的工作，多多少少都会用过或者听说过这款工具。Matlab有一个吊炸天的工具箱，几乎和哆啦A梦的口袋差不多，可以提供丰富而强大的扩展功能，其中有一个robotics工具箱，提供了一些机器人需要用到的工具，当然也包括ROS相关的工具。

一、 ROS - MATLAB是什么

Matlab中的robotics system toolbox提供了ROS的大部分功能，可以通过Matlab启动rosmaster，创建ROS节点，发布ROS消息/服务，查看ROS话题数据，控制ROS机器人等，更重要的是可以结合Matlab强大的功能，实现机器人算法设计和实现，直接接入ROS系统，结合gazebo或者V-REP完成仿真。我们将这个Matlab中的ROS工具包简称为ROS-MATLAB。
以下框图就是ROS-MATLAB和机器人系统的通信框架，可以看到，Matlab拥有强大而丰富的算法功能包（视觉处理、控制系统、信号处理等等），通过ROS-MATLAB可以获取机器人的数据，在处理之后再将控制指令发送到机器人。简而言之，ROS -MATLAB让Matlab成为了机器人强大的计算后台。

值得注意的是，ROS-MATLAB在Matlab2013之后的版本才有，而且需要Matlab安装robotics system toolbox，可以登录官网链接下载安装。

二、ROS - MATLAB可以做什么

那么ROS-MATLAB到底可以实现哪些ROS的功能？我们还是打开Matlab看一下。
在Matlab的命令窗口中，输入“help robotics.ros”，如果工具箱没有问题的话，可以看到如下命令列表，每个命令后边都进行了相应功能的说明：

可以看到，ROS - MATLAB 提供了ROS大部分的命令。
首先通过一个简单的例子对ROS-MATLAB有个大致的概念。
第一步是把roscore跑起来，在ubuntu里使用的是roscore命令，而在Matlab里边，我们需要使用rosinit命令。
运行成功会有上图的提示。
然后运行例程 exampleHelperROSCreateSampleNetwork，输入命令后稍等一下例程就会启动，使用rosnode、rostopic 命令就可以查看节点和消息。

三、连接Matlab和ROS

上边的例程中，完全是在Matlab中运行了ROS master和node，在实际使用中，还是需要将Matlab连接到ROS系统的网络中。

1、确定IP地址

首先需要确定运行matlab和运行ROS的两台计算机的IP地址（必须在同一网络下）。
运行matlab的win7计算机：使用ipconfig命令，找到有线网络的IP如下。

ROS运行在虚拟机中，通过bridge的方式联网，使用ifconfig命令，找到网络IP如下。

2、在Matlab中设置IP

然后，在ubuntu中运行roscore，在matlab中设置ROS master的路径，类似于多计算机运行ROS系统时候的配置。
配置命令如下：

3、ROS->Matlab

现在路径已经配置完成，检查通讯是否建立。在ubuntu中启动一个talker：

rosrun roscpp_tutorials talker

接着在matlab中查看topic：

可以看到，matlab 中已经可以找到talker发布的topic了，可以使用echo命令来查看具体的message数据。

4、Matlab->ROS

Matlab同样可以编写节点并发布数据，一个简单的talker实现如下，也可以在matlab的.m文件里保存下边的命令运行。

如果用.m文件保存命令的话，可以将上面的所有命令写到一个.m文件中：

%Setting ROS_MASTER_URI
setenv('ROS_MASTER_URI','http://192.168.1.202:11311')
 
%Starting ROS MASTER
rosinit
 
%Creating ROS publisher handle
chatpub = rospublisher('/talker', 'std_msgs/String');
 
%This is to create the message definition
msg = rosmessage(chatpub);
 
%Inserting data to message
msg.Data = 'Hello, From Matlab';
 
%Sending message to topic
send(chatpub,msg);
 
%Latching the message on topic
latchpub = rospublisher('/talker', 'IsLatching', true);

然后在matlab中打开该文件，点击菜单栏中的“Run”即可运行。

在ubuntu系统中查看话题列表和消息内容：