ros入门学习——基于古月居的学习笔记

了解Linux系统是啥，了解Linux系统的简单操作指令（在命令行之中）

mkdir创建文件夹

cd索引到某个目录

ls显示当前目录下的文件

touch创建一个文件

mv移动一个文件到一个地方

cp复制一个文件到一个地方

rm删除一个文件

rm - r删除一个文件夹

sudo可以提升用户权限，做一些大事

xxx --help可以查看指令操作方法

tab键可以轻松补全命令行代码

多练就会了

c++和python在命令行之中的区别

c++得先通过g++编译器进行编译，-o代表编译成什么名字的可执行文件，再执行。python是一个解析型的语言，不需要编译，直接解析器解析便可运行

./是运行某个程序或者脚本的指令
 

ros安装（用的小鱼的一键安装）

没按照视频内一步步去配置，直接在ubuntu20.04中使用https://fishros.org.cn/forum/topic/20/%E5%B0%8F%E9%B1%BC%E7%9A%84%E4%B8%80%E9%94%AE%E5%AE%89%E8%A3%85%E7%B3%BB%E5%88%97?lang=zh-CN  这个的教程一键安装，挂个梯子去安装，没有梯子就换源

ros相关概念

主要核心就是提高机器人研发之中的软件复用率（ros就相当于安卓操作系统，一种机器人的操作系统，用别人造好的轮子）

 

话题通信是单向不断传输（多次）

服务通信是双向，有请求有应答（通常一次）

文件系统结构

ros命令行工具

常用命令

• rostopic
• rosservice
• rosnode
• rosparam
• rosmsg
• rossrv

都可以使用 xxx list 来查看话题列表

小海龟三步走：

ros工作空间

                                                             工作空间的创建流程

catkin_make 创建devel和build文件

catkin_make install 创建install文件

src用于存放功能包源码/ devel是“开发中” install是“集成后” 的可执行文件 / build是编译过程中二进制文件

                                                              添加依赖的操作

主要文件：package.xml包含了功能包的基本信息  CMakeLists.txt包含功能包的编译规则

核心思路就是：

1. 创建并且初始化工作空间
2. 在工作空间内创建功能包，并且得在src里面
3. 在功能包内完成代码的组织，编译，运行

话题通信（异步）——发布/订阅

                                                                 核心流程图

发布者Publisher的编程实现（cpp和py操作不一样）

工作空间中的功能包依赖别配少了！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

• 初始化ros节点（初始化）
• 向ros master注册节点信息，包括发布的话题名和话题中的消息类型（注册）
• 创建消息数据（创建）
• 按照一定的频率循环发布消息（发布）

cpp是要生成可执行文件，并且链接到ros库，继而在终端编译

add_executable(velocity_publisher src/velocity_publisher.cpp)#将程序文件生成可执行文件
target_link_libraries(velocity_publisher ${catkin_LIBRARIES})#将可执行文件与ros库链接

catkin_make # 编译

python只需要勾选选现让他具有可执行权限就行

右键py文件，点击属性，找到权限，把执行那一栏点成对勾

！！！！一定一定要注意，下面这个一般默认是找python2，ros要的是python3！！！！！

要在这句话后面加上个“3”，就是在源代码之中加，不然跑不了python代码！！！

不想每次都加3还有两种办法

• 去.bashrc文件把python对应的版本号更改成python3
• 直接删除系统自带的python2，重新配置python环境

#!/usr/bin/env python

ROS基础（二）——发布者Publisher的编程实现_ros的publisher-CSDN博客

一劳永逸设置环境变量

主文件夹ctrl+h显示隐藏文件，在.bashrc文件的最后一行添加环境变量的声明

只有工作空间的环境变量在当前环境中生效，才能找到文件
 

source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

订阅者Subscriber的编程实现
 

• 初始化ros节点
• 订阅需要的话题
• 循环等待话题消息，接收到消息后进入回调函数
• 在回调函数中完成消息处理

话题消息的自定义和使用

编译生成语言相关文件与上文发布者和订阅者的编程实现一样

下面是cpp的编译规则

代码放置于此处

服务通信（同步）——请求/应答

客户端client的编程实现

• 初始化ros节点
• 创建一个client实例
• 发布服务请求数据
• 等待server处理之后的应答结果

流程类似，注重代码理解

注意代码使用的python版本，教程之中是python2，要做相应修改（print的括号，以及函数名）

服务端server的编程实现

• 初始化ros节点
• 创建server实例
• 循环等待服务请求，进入回调函数
• 在回调函数中完成服务功能的处理，并反馈应答数据

此处python比cpp多了一个“多线程”的步骤，因为python中没有spinOnce这个函数

服务数据的定义和使用

                                                        自定义服务数据所处位置

如何配置CMakeLists.txt中的编译规则

• 设置需要编译的代码和生成的可执行文件
• 设置连接库
• 添加依赖项

在如上图所在位置，上面介绍了如何配置编译规则

三个横线进行区分，以上为request数据，以下为respond数据

每次运行新的程序之前，先把roscore关掉，因为里面可能会存有很多之前保存好的参数，需要清掉

参数的使用与编程方法

parameter server相当于定义了一个全局变量

使用一些命令的时候，按照list里面的格式走，要把路径改成自己的

rosparam set /turtlesim/background_b 255

• 初始化ros节点
• get函数获取参数
• set函数设置参数

获取/设置参数有很多操作，见wiki

Parameter Server - ROS Wiki

ros中的坐标系管理系统

简单理解机器人中的坐标变换可以看这篇文章

机器人位姿描述与坐标变换 - 知乎

简单的小海龟跟随实验，用ros内的功能包实现

运行view_frames可能会报错，解决如下：

view_frames中错误: cannot use a string pattern on a bytes-like object_b'dot - graphviz version 2.43.0 (0)\n' traceback (-CSDN博客

小海龟跟随实验，自己去写功能包

如何实现一个tf广播器

• 定义tf广播器
• 创建坐标变换值
• 发布坐标变换

如何实现一个tf监听器

• 定义tf监听器
• 查找坐标变换

配置cmakelists.txt中的编译规则

launch启动文件的使用方法

ROS的launch文件是用XML格式编写的，用于描述如何启动一个或多个ROS节点。以下是launch文件的基础结构和语法：

1. 基础结构：

   每个launch文件都以标签开始并以标签结束。

2. 启动节点：
    

   pkg:ROS包的名称，该节点在其中定义
   type: 可执行文件的名称
   name:运行时ROS节点的名称

   1. output:

      1. 指定节点日志的输出位置
      2. 可能的值包括 "screen" (将日志输出到屏幕/终端) 和 "log" (将日志写入文件)

   2. respawn:

      • 如果此属性设置为 "true"，当节点因任何原因终止时，ROS会尝试重新启动它
      • 默认值为 "false"

   3. required:

      • 如果此属性设置为 "true"，当该节点终止时，它会导致roslaunch也终止所有其他节点。
      • 默认值为 "false"。

   4. ns:

      • 为节点指定一个命名空间。
      • 如果设置，节点的所有话题、服务等都会在这个命名空间下。

   5. args:

      • 为节点指定命令行参数。

更多标签可去

roslaunch/XML - ROS Wiki

常用可视化工具的使用

rqt工具箱——非常综合的工具

rviz——三维可视化工具（数据可视化平台）   只要按照ros的数据结构发布信息，rviz就都可以进行可视化展示，而且可扩展二次开发

gazebo——三维物理仿真平台

ros进阶