【ROS2指南-2】入门 turtlesim 和 rqt

目标：安装并使用 turtlesim 包和 rqt 工具为即将到来的教程做准备。

教程级别：初学者

时间： 15分钟

内容

• 背景

• 先决条件

• 任务

  • 1 安装turtlesim

  • 2 启动turtlesim

  • 3 使用turtlesim

  • 4 安装rqt

  • 5 使用 rqt

  • 6 重新映射

  • 7 关闭turtlesim

• 概括

• 下一步

• 相关内容

背景

Turtlesim 是一个用于学习 ROS 2 的轻量级模拟器。它说明了 ROS 2 在最基本的层面上做了什么，让你了解你以后将用真实的机器人或机器人模拟做什么。

rqt 是 ROS 2 的 GUI 工具。在 rqt 中所做的一切都可以在命令行上完成，但它提供了一种更简单、更用户友好的方式来操作 ROS 2 元素。

本教程涉及核心 ROS 2 概念，例如节点、主题和服务的分离。所有这些概念将在后面的教程中详细说明；现在，您只需设置工具并感受一下。

先决条件

之前的教程，配置您的 ROS 2 环境，将向您展示如何设置您的环境。

任务

1 安装turtlesim

与往常一样，首先在新终端中获取设置文件，如上一教程中所述。

为您的 ROS 2 发行版安装 turtlesim 包：

sudo apt update

sudo apt install ros-dashing-turtlesim

检查包是否安装：

ros2 pkg executables turtlesim

上面的命令应该返回 turtlesim 的可执行文件列表：

turtlesim draw_square
turtlesim mimic
turtlesim turtle_teleop_key
turtlesim turtlesim_node

2 启动turtlesim

要启动 turtlesim，请在终端中输入以下命令：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

模拟器窗口应该会出现，中间有一只随机的乌龟。

在命令下的终端中，您将看到来自节点的消息：

[INFO] [turtlesim]: Starting turtlesim with node name /turtlesim
[INFO] [turtlesim]: Spawning turtle [turtle1] at x=[5.544445], y=[5.544445], theta=[0.000000]

在这里您可以看到您的默认海龟名称是turtle1，以及它生成的默认坐标。

3 使用turtlesim

打开一个新终端，现在您将运行一个新节点来控制第一个节点中的海龟：

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

此时您应该打开三个窗口：一个正在运行的终端turtlesim_node、一个正在运行的终端turtle_teleop_key和 turtlesim 窗口。排列这些窗口，以便您可以看到 turtlesim 窗口，但也可以激活终端运行，turtle_teleop_key以便您可以在 turtlesim 中控制海龟。

使用键盘上的箭头键来控制乌龟。它会在屏幕上移动，使用它附带的“笔”画出它到目前为止所走的路径。

PS：按箭头键只会使乌龟移动一小段距离然后停止。这是因为，实际上，如果操作员与机器人失去连接，您不希望机器人继续执行指令。

您可以使用以下命令查看节点及其关联的服务、主题和操作list：

ros2 node list
ros2 topic list
ros2 service list
ros2 action list

您将在接下来的教程中了解有关这些概念的更多信息。由于本教程的目标只是获得 turtlesim 的一般概述，我们将使用 rqt（ROS 2 的图形用户界面）更仔细地查看服务。

4 安装rqt

打开一个新的终端来安装rqt及其插件：

sudo apt update

sudo apt install ros-dashing-rqt*

运行 rqt：

rqt

5 使用 rqt

第一次运行 rqt 后，窗口将是空白的。不用担心，只需从顶部的菜单栏中选择Plugins > Services > Service Caller 。

PS：rqt 可能需要一些时间才能找到所有插件本身。如果您点击Plugins，但没有看到Services或任何其他选项，您应该关闭 rqt，在您的终端中输入命令：rqt --force-discover

使用服务下拉列表左侧的刷新按钮确保您的 turtlesim 节点的所有服务都可用。

单击“服务”下拉列表以查看 turtlesim 的服务，然后选择 /spawn 服务。

5.1 尝试spawn服务

让我们使用 rqt 来调用该/spawn服务。你可以从它的名字猜到它/spawn会在 turtlesim 窗口中创建另一个海龟。

给新海龟起一个唯一的名字，比如双击Expression列中的空单引号。可以看到这个表达式对应的是name值，类型是string。

输入海龟产卵的新坐标，例如：x = 1.0 y = 1.0

PS：如果你尝试生成一个与现有海龟同名的新海龟，就像你的默认海龟一样turtle1，你将在运行的终端中收到一条错误消息turtlesim_node：

[ERROR] [turtlesim]: A turtle named [turtle1] already exists

要生成 turtle2，您必须通过单击rqt 窗口右上角的“调用”按钮来调用该服务。

您将看到在您为x和y输入的坐标处生成一只新海龟（同样采用随机设计）。

如果你刷新rqt中的服务列表，你还会看到，现在除了有新海龟相关的服务，/turtle2/…

还有/turtle1/…

5.2 试用set_pen服务

现在让我们使用/set_pen服务给 turtle1 一个独特的笔：

r、g和b的值在 0 到 255 之间，将设置 turtle1 绘制时使用的笔的颜色，而width设置线条的粗细。

要让 turtle1 绘制一条明显的红线，请将r的值更改为 255，并将width的值更改为 5。不要忘记在更新值后调用服务。

如果你回到正在运行的终端turtle_teleop_node并按下箭头键，你会看到 turtle1 的笔已经改变了。

您可能已经注意到无法移动 turtle2。您可以通过将 turtle1 的cmd_vel主题重新映射到 turtle2 来完成此操作。

6 重新映射

在新终端中运行：

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key turtle1/cmd_vel:=turtle2/cmd_vel

现在您可以在该终端处于活动状态时移动 turtle2，在运行 的另一个终端turtle_teleop_key处于活动状态时移动 turtle1。

7 关闭turtlesim

要停止模拟，您可以在终端和teleop 终端中输入：

Ctrl + C

概括

使用 turtlesim 和 rqt 是学习 ROS 2 核心概念的好方法。

下一步

现在您已经启动并运行了 turtlesim 和 rqt，并且了解了它们的工作原理，让我们在下一个教程“了解 ROS 2节点”中深入了解第一个核心 ROS 2 概念。