【ROS学习笔记14】ROS常用组件

【ROS学习笔记14】ROS常用组件

文章目录

  • 【ROS学习笔记14】ROS常用组件
    • 前言
    • 1. rosbag的使用
      • 1.1 rosbag使用——命令行方式
      • 1.2 rogbag使用——编码方式
    • 2. rqt工具箱
      • 2.1 rqt安装启动与基本使用
      • 2.2 rqt常用插件:rqt_graph
      • 2.3 rqt常用插件:rqt_console
      • 2.4 rqt常用插件:rqt_plot
      • 2.5 rqt常用插件:rqt_bag
    • Reference

写在前面,本系列笔记参考的是AutoLabor的教程,具体项目地址在 这里

前言

机器人传感器获取到的信息,有时我们可能需要时时处理,有时可能只是采集数据,事后分析,比如:

机器人导航实现中,可能需要绘制导航所需的全局地图,地图绘制实现,有两种方式,方式1:可以控制机器人运动,将机器人传感器感知到的数据时时处理,生成地图信息。方式2:同样是控制机器人运动,将机器人传感器感知到的数据留存,事后,再重新读取数据,生成地图信息。两种方式比较,显然方式2使用上更为灵活方便。

在ROS中关于数据的留存以及读取实现,提供了专门的工具: rosbag。

概念

是用于录制和回放 ROS 主题的一个工具集。

作用

实现了数据的复用,方便调试、测试。

本质

rosbag本质也是ros的节点,当录制时,rosbag是一个订阅节点,可以订阅话题消息并将订阅到的数据写入磁盘文件;当重放时,rosbag是一个发布节点,可以读取磁盘文件,发布文件中的话题消息。


1. rosbag的使用

1.1 rosbag使用——命令行方式

需求:

ROS 内置的乌龟案例并操作,操作过程中使用 rosbag 录制,录制结束后,实现重放

实现:

1.准备

创建目录保存录制的文件

mkdir ./xxx
cd xxx

2.开始录制

rosbag record -a -O 目标文件

操作小乌龟一段时间,结束录制使用 ctrl + c,在创建的目录中会生成bag文件。

3.查看文件

rosbag info 文件名

4.回放文件

rosbag play 文件名

重启乌龟节点,会发现,乌龟按照录制时的轨迹运动。

示例结果:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第1张图片

1.2 rogbag使用——编码方式

命令实现不够灵活,可以使用编码的方式,增强录制与回放的灵活性,本节将通过简单的读写实现演示rosbag的编码实现。

方案A:C++实现

1.写 bag

#include "ros/ros.h"
#include "rosbag/bag.h"
#include "std_msgs/String.h"


int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc,argv,"bag_write");
    ros::NodeHandle nh;
    //创建bag对象
    rosbag::Bag bag;
    //打开
    bag.open("/home/rosdemo/demo/test.bag",rosbag::BagMode::Write);
    //写
    std_msgs::String msg;
    msg.data = "hello world";
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    //关闭
    bag.close();

    return 0;
}

2.读bag

/*  
    读取 bag 文件:

*/
#include "ros/ros.h"
#include "rosbag/bag.h"
#include "rosbag/view.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "std_msgs/Int32.h"

int main(int argc, char *argv[])
{

    setlocale(LC_ALL,"");

    ros::init(argc,argv,"bag_read");
    ros::NodeHandle nh;

    //创建 bag 对象
    rosbag::Bag bag;
    //打开 bag 文件
    bag.open("/home/rosdemo/demo/test.bag",rosbag::BagMode::Read);
    //读数据
    for (rosbag::MessageInstance const m : rosbag::View(bag))
    {
        std_msgs::String::ConstPtr p = m.instantiate<std_msgs::String>();
        if(p != nullptr){
            ROS_INFO("读取的数据:%s",p->data.c_str());
        }
    }

    //关闭文件流
    bag.close();
    return 0;
}

示例效果:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第2张图片

方案B:Python实现

1.写 bag

#! /usr/bin/env python
import rospy
import rosbag
from std_msgs.msg import String

if __name__ == "__main__":
    #初始化节点 
    rospy.init_node("w_bag_p")

    # 创建 rosbag 对象
    bag = rosbag.Bag("/home/rosdemo/demo/test.bag",'w')

    # 写数据
    s = String()
    s.data= "hahahaha"

    bag.write("chatter",s)
    bag.write("chatter",s)
    bag.write("chatter",s)
    # 关闭流
    bag.close()

2.读bag

#! /usr/bin/env python
import rospy
import rosbag
from std_msgs.msg import String

if __name__ == "__main__":
    #初始化节点 
    rospy.init_node("w_bag_p")

    # 创建 rosbag 对象
    bag = rosbag.Bag("/home/rosdemo/demo/test.bag",'r')
    # 读数据
    bagMessage = bag.read_messages("chatter")
    for topic,msg,t in bagMessage:
        rospy.loginfo("%s,%s,%s",topic,msg,t)
    # 关闭流
    bag.close()

示例结果:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第3张图片

2. rqt工具箱

之前,在 ROS 中使用了一些实用的工具,比如: ros_bag 用于录制与回放、tf2_tools 可以生成 TF 树 … 这些工具大大提高了开发的便利性,但是也存在一些问题: 这些工具的启动和使用过程中涉及到一些命令操作,应用起来不够方便,在ROS中,提供了rqt工具箱,在调用工具时以图形化操作代替了命令操作,应用更便利,提高了操作效率,优化了用户体验。

概念

ROS基于 QT 框架,针对机器人开发提供了一系列可视化的工具,这些工具的集合就是rqt

作用

可以方便的实现 ROS 可视化调试,并且在同一窗口中打开多个部件,提高开发效率,优化用户体验。

组成

rqt 工具箱组成有三大部分

  • rqt——核心实现,开发人员无需关注
  • rqt_common_plugins——rqt 中常用的工具套件
  • rqt_robot_plugins——运行中和机器人交互的插件(比如: rviz)

2.1 rqt安装启动与基本使用

1.安装

  • 一般只要你安装的是desktop-full版本就会自带工具箱

  • 如果需要安装可以以如下方式安装

    $ sudo apt-get install ros-noetic-rqt
    $ sudo apt-get install ros-noetic-rqt-common-plugins
    

2.启动

rqt的启动方式有两种:

  • 方式1:rqt
  • 方式2:rosrun rqt_gui rqt_gui

基本使用示例:使用rqt发布消息让小乌龟做圆周运动,示例结果:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第4张图片

2.2 rqt常用插件:rqt_graph

rqt有一个常用插件rqt_graph,可以以可视化的方式显示计算图,可以直接使用

rqt_graph

启动。

使用示例:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第5张图片

其中圆圈是节点,方框是话题。


2.3 rqt常用插件:rqt_console

**简介:**rqt_console 是 ROS 中用于显示和过滤日志的图形化插件

**准备:**编写 Node 节点输出各个级别的日志信息

/*  
    ROS 节点:输出各种级别的日志信息

*/
#include "ros/ros.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc,argv,"log_demo");
    ros::NodeHandle nh;

    ros::Rate r(0.3);
    while (ros::ok())
    {
        ROS_DEBUG("Debug message d");
        ROS_INFO("Info message oooooooooooooo");
        ROS_WARN("Warn message wwwww");
        ROS_ERROR("Erroe message EEEEEEEEEEEEEEEEEEEE");
        ROS_FATAL("Fatal message FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF");
        r.sleep();
    }


    return 0;
}

启动:

可以在 rqt 的 plugins 中添加,或者使用rqt_console启动


2.4 rqt常用插件:rqt_plot

**简介:**图形绘制插件,可以以 2D 绘图的方式绘制发布在 topic 上的数据

**准备:**启动 turtlesim 乌龟节点与键盘控制节点,通过 rqt_plot 获取乌龟位姿

**启动:**可以在 rqt 的 plugins 中添加,或者使用rqt_plot启动

使用示例:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第6张图片

2.5 rqt常用插件:rqt_bag

**简介:**录制和重放 bag 文件的图形化插件

**准备:**启动 turtlesim 乌龟节点与键盘控制节点

**启动:**可以在 rqt 的 plugins 中添加,或者使用rqt_bag启动

录制:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第7张图片

重放:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第8张图片

使用示例:

【ROS学习笔记14】ROS常用组件_第9张图片

Reference

http://www.autolabor.com.cn/book/ROSTutorials/di-2-zhang-ros-jia-gou-she-ji/23-fu-wu-tong-xin/224-fu-wu-tong-xin-zi-ding-yi-srv-diao-yong-b-python.html

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