之前6月份零零星星的学了一点ros，长时间没用过，基本上忘了个精光。 上周过了旷视的实习生面试，明天就要入职了，所以准备在入职前稍微整理一下ros的基础内容。感谢youtuber AI葵[https://www.youtube.com/watch?v=MOVJknVF73A&list=PLDV2CyUo4q-IYaLRTXorccibStlBw0v9C&index=2]
1. ROS程序间怎样通信
http://akihikoy.net/notes/?text%2FROS%2FMinOverview
- ROS Master 就是roscore这一步的操作。
- Node表示一个接一个的程序，比如控制小乌龟移动转向的程序turtle_teleop_key和显示小乌龟的程序turtlesim_node。ROS里面的node无法直接相互通信，是通过topic进行通信，通过publisher node发布一个消息，由订阅这个topic的subscriber及时接收topic的消息。这样的好处是，publisher发布一个消息到topic后，很多个subscriber都可以订阅这个消息。
ROS node之间的通信方式主要有两种：topic和service。
通过topic通信时，不同的node可以向同一个topic发送，接受数据，发送数据的node不知道哪个node接收了数据，同样接收数据的node也不知道哪个node发送了数据。因为每个node都是相互独立的，只需要负责自己的功能和外部接口，不需要关心其他node的行为。这是一种开放式的收发数据的方式，是node之间的主要通信方式，有利于构造分布式大系统。
service是一种请求+反馈的通信机制。消息的传输只涉及两个node：发送请求的一方称为client，提供服务的一方叫做server。在通过service形式进行通信时，client首先向server请求服务，收到消息之后server运行事先设置好的服务功能，并返回消息给client。service通信一般用在事件触发情景中，例如满足某个命令就令node开启某项功能，并希望确认功能确实顺利开展。
显示各个node是怎样的结构，需要新开一个terminal
rqt_graph //显示连接图
OR
rostopic list //显示在终端
OR
rostopic info /turtle1/cmd_vel
2. 建立工作环境
官方教程 http://wiki.ros.org/catkin/Tutorials/create_a_workspace
首先建立一个catkin的工作环境
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make //类似C++的cmake，是专门的编译器
编译完还要执行
:~/catkin_ws $ source devel/setup.bash
这行命令表示，告诉ROS现在的工作环境就是在catkin_ws这个文件夹下面，因为以后会有很多不同的工作环境，每次执行ROS程序的时候，都必须告诉在哪一个工作环境下去执行，所以必须在catkin_ws下面执行上面那行source的命令。
也可以将上面的命令写进bashrc文件中，可以避免每次执行程序都打这一行。
gedit ~/.bashrc
然后加上
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
保存退出
source ~/.bashrc
3. 建立ROS Package
http://wiki.ros.org/cn/catkin/Tutorials/CreatingPackage
可以在ros package里面写我们想实现的程序了。
比如小乌龟的例子
:~/catkin_ws $ rosrun turtlesim turtlesim_node
这里的turtlesim就是package，而turtlesim_node就是package里面的程序，一个package里面有很多的程序可以调用。
//首先进入到创建的catkin工作空间中的src目录下面
$ cd ~/catkin_ws/src
//再使用catkin_create_pkg命令来创建一个名为'tutorial'的新程序包，这个程序包依赖于std_msgs、roscpp和rospy：
$ catkin_create_pkg tutorial std_msgs rospy roscpp
//再进入到上一页，完成编译的动作，让ROS知道又新加了一个资料夹
cd ..
catkin_ws_make
怎样检验package有没有建立成功，可以新开一个terminal，输入roscd tutorial/,然后按enter，就会进入到新建的package的文件夹里面。
4. 使用rospy写出helloworld
在刚刚建立的tutorial文件加下面的src文件夹中，新建一个helloworld.py文件，然后使用sublime写入代码。
#!/usr/bin/env python //告诉系统使用的是python语言
import rospy
from std_msgs.msg import String #输出字符串，使用rospy专用的包
if __name__ == "main":
#建立一个talker Node，anonymous = True可以让后来建的同名的talker自动改成talker1，talker2...
rospy.init_node('talker', anonymous = True)
#建立一个publisher，发布的格式为string，在系统内存里面存10个string
pub = rospy.Publisher('chat', String, queue_size=10)
#publisher发布消息的频率为每秒钟10次
rate = rospy.Rate(10)
while not rospy.is_shutdown():
#建立字符串
hello = 'hello world ! %s' % rospy.get_time()
#pub发布字符串消息
pub.publish(hello)
#屏幕显示字符串消息
rospy.loginfo(hello)
#休眠0.1s
rate.sleep()
在src文件夹里面建立一个helloworld.py文件，进入到src文件夹，让.py文件变成可执行，使用
chmod +x helloworld.py
roscore
rosrun tutorial helloworld.py
5. 写出helloworld的subscriber
同样，先在tutorial/src文件夹下面新建一个helloworld_listener.py文件
#!/usr/bin/env python
import rospy
from std_msgs.msg import String #输出字符串，使用rospy专用的包
def callback(data):
rospy.loginfo(rospy.get_caller_id() + 'I heard %s' % data.data)
if __name__ == '__main__':
rospy.init_node('listener', anonymous = True)
#建立一个Subscriber，订阅主题的名称是一样的‘chat’，订阅的格式为string，callback是个函数，当接收到topic更新所传来的信息的时候，就会调用callback这个函数
pub = rospy.Subscriber('chat', String, callback)
#防止主函数在收到更新之前结束，因为main函数是从上往下执行，spin就是在一直聆听主题的更新
rospy.spin()
6. 可视化及模拟
安装turtlebot相关的所有功能包
sudo apt-get install ros-kinetic-turtlebot-*
安装完成后的功能包中包含了所有Turtlebot真机与仿真的功能，这里还是以gazebo仿真为主进行实践。
roslaunch是很多个rosrun,就是可以执行很多个rosrun，在一行能够执行
1. roscore
2. roslaunch turtlebot_gazebo turtlebot_world.launch
#可视化
3. roslaunch turtlebot_rviz_launchers view_robot.launch
#操控机器人
4. roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch
上面的图是rviz显示的图，实现的原理就是各个topic之间的传输。相机照的照片和激光扫描的点云图，发布到topic上，然后rviz作为subscriber可以看到照片和点云。
遇到的问题：
- 运行roslaunch mybot_gazebo mybot_world.launch的时候，报错
[https://answers.ros.org/question/265455/modulenotfounderror-no-module-named-re/]
解决方法：
vim .bashrc
在bashrc文件里面注释掉最后一行的anaconda的环境
source ~/.bashrc
- gazebo加载异常缓慢
[https://blog.csdn.net/puqian13/article/details/90635885]