ROS 学习随笔

ROS框架安装

ROS有许多不同版本,不同版本支持不同系统
我的ROS版本是 ROS Kinetic,它支持unbuntu15.10/16.04
ROS文件系统
Packages:软件包,ROS应用代码的组织单元
package.xml 软件包信息描述,定义软件包间的依赖关系
rospack 获取包相关信息

rospack find [包名] 获取包名的路径
roscd [包名] 将工作目录切到包名中os

只能切换到包含在ROS_PACKAGE_PATH环境变量中的包
log包保存了ROS的日志文件
rosls [包名]对这个包名执行ls命令显示其中包含内容
roscp [package_name] [file_to_copy_path] [copy_path]复制文件从一个package到另一个
错误检查工具
在/opt/ros/kinetic目录下用roswtf工具自检错误
建立 catkin workspace工作空间

新建 catkin workspace

  $ mkdir -p ~/catkin_ws/src
  $ cd ~/catkin_ws/
  $ catkin_make   获得文件结构如

workspace结构:workspaceFile包含编译空间开发空间源空间

1 编译空间是编译用空间,在buid文件夹内

2 源空间在src文件夹内内部包含一个或多个catkin oackage包,用来存储源代码.
src中的CMakeLists.txt

3 开发空间,在devel文件夹内
存储可执行文件与库文件
devel中的setup.sh中的一系列指令用来初始设置,可使用
```
  $ source devel/setup.bash   进行初始化(如将catkin包加入ROS_PACKAGE_PATH环境变量) ## ROS工作环境脚本
```
全局环境位于/opt/ros/kinetic/setup.bash
每个工作空间环境在空间目录/deve/setup.bash
建立ROS package程序包

程序包组成结构

  my_package/
  CMakeLists.txt  
  package.xml 程序包元信息

程序包可放在catkin workspace中,结构如

  workspace_folder/        -- WORKSPACE
      src/                   -- SOURCE SPACE
          CMakeLists.txt       -- 'Toplevel' CMake  file, provided by catkin
      package_1/
          CMakeLists.txt     
          package.xml   包1清单     
   ...
       package_n/
           CMakeLists.txt     
           package.xml  包n清单

catkin_create_pkg [包名] [依赖名1]...[依赖名n] 创建程序包,可设置依赖包

包应当创建在 workspace/src/目录下
将会自动生成CmakeLists.txt与package.xml
常用的依赖包有roscpp std_msgs rospy

package.xml结构

      <description>The beginner_tutorials package</description>  **描述标签**
      <maintainer email="user@todo.todo">user</maintainer> **维护者标签**
      <license>BSD</license> **许可标签**
      <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
      <build_depend>roscpp</build_depend>  **依赖标签**

程序包依赖关系

rospack depends1 [包名]查看包名的一级依赖关系

依赖关系保存在…/包名/package.xml中
rospack depends [包名]递归检测所有依赖
rosdep install --from-paths /path/to/your/catkin_ws/src --ignore-src 安装依赖

编译ROS程序包

前置条件是,系统安装了所需依赖,source环境配置(setup)
```
  $ source /opt/ros/groovy/setup.bash
```
catkin_make cmake+make 生成makefile.txt并编译

在工作空间目录下,默认编译…/src中代码.

如该源码不再src中,则应该用catkin_make --source [my_src]

输出编译信息到/build/c_cpp_properties.json catkin_make -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=Yes
使用rosed [package_name] [filename]编辑包下文件

设置$EDITOR可修改rosed的默认编辑器

ROS Node节点
节点是使用ROS与其他Node通信的可执行文件
Node节点可以publish or subscribe Topic主题
Node 可以 provide or use Service服务
节点用/划分层次的方式命名,
rosnode list 列出当前活动节点

使用rosnode cleanup来更新活动列表
rosnode info [节点名]获取具体节点信息
rosnode ping [节点名]测试节点运行是否正常
rosrun [包名] [节点名] 运行节点

使用rosrun [包名] [节点名] __name=[自定义名称] 自定义节点名,并启动

ROS launch 批量启动节点

roslaunch [package] [filename.launch]
filename.launch是一个xml文件结构如下 ```xml

* 设置参数(setting parameters)
```xml
<launch>
  <param name="somestring1" value="bar" />
  <!-- force to string instead of integer -->
  <param name="somestring2" value="10" type="str" />

  <param name="someinteger1" value="1" type="int" />
  <param name="someinteger2" value="2" />

  <param name="somefloat1" value="3.14159" type="double" />
  <param name="somefloat2" value="3.0" />

  <!-- you can set parameters in child namespaces -->
  <param name="wg/childparam" value="a child namespace parameter" />

  <!-- upload the contents of a file to the server -->
  <param name="configfile" textfile="$(find roslaunch)/example.xml" />
  <!-- upload the contents of a file as base64 binary to the server -->
  <param name="binaryfile" binfile="$(find roslaunch)/example.xml" />

</launch>

ROS master 帮助节点找到互相

*roscore 启动ROS master

ROS Topics主题(话题)

ROS节点通过主题相互通信(主题即是订阅与发布的内容)
rostopic 显示topic主题的信息

rostopic bw [主题名] 显示主题使用的带宽
rostopic echo [主题名] 打印消息到屏幕
rostopic hz [主题名] 显示主题的发布率
rostopic [主题名] 列表打印有关活动主题的信息
rostopic pub [主题名]将数据发布到主题
rostopic [主题名] 类型的打印主题类型
rostopic list 列出当前所有主题
rostopic type [主题名] 显示主题类型也是主题发送消息的类型

类型名不以/开头比如geometry_msgs/Twist
rosmsg show[主题类型名] 显示该类型的详细信息(数据结构)
rostopic pub [主题名] [信息类型] [信息内容1 详细内容2 ....] 发布信息到主题

例如:
rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -1 -- '{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0,y: 0.0,z: 0.0}}'

对应类型结构为
geometry_msgs/Vector3 linear
  float64 x
  float64 y
  float64 z
geometry_msgs/Vector3 angular
  float64 x
  float64 y
  float64 z

##主题录制与回放

rosbag record -a 录制当前发布的所有话题

rostopic list -v 可查看当前发布的所有话题
rosbag info [bagfile] 查看录制文件信息
rosbag play [bagfile] 公告后开始回放bagfile内容
-d 设置等待时间
-r 设置发布速率
-O [outfile]设置输出文件
rosbagrecord [topicname]设置录制话题
消息(msg)
msg文件是描述ROS中所使用消息类型的文本,会被用来生成不同语言的代码
存放在…/package/msg目录下
可使用的数据类型如下:

int8, int16, int32, int64 (plus uint*)
float32, float64
string
time, duration
other msg files
variable-length array[] 变长数组
fixed-length array[C] 定长数组
Header 特殊的类型含有时间戳和坐标系信息在std_msgs/msg/Header.msg中定义
配置步骤:

1.确保package.xml包含,用来转换为语言源码:

  <build_depend>message_generation</build_depend>
  <exec_depend>message_runtime</exec_depend>

1.5 若有依赖包在package.xml中添加

  <build_depend>std_msgs</build_depend>
  <build_depend>actionlib_msgs</build_depend>

2.在CMakeLists.txt中添加对message_generation的构建时依赖

利用find_package函数,在COMPONENTS列表里直接添加 message_generation
```
  find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  message_generation
  }
```
3.运行时依赖 ``` catkin_package{ … CATKIN_DEPENDS message_runtime … }

4.添加msg文件表

  add_message_files(
  FILES
  Message1.msg
  Message2.msg
  )

5.重新配置

  generate_messages()
  需要在添加msg\src文件后进行

6.配置消息文件依赖的含有.msg的package

  generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
  )

重新编译后msg路径下达.msg文件会转会为不同语言的源代码,位置为:

C+++:~/catkin_ws/devel/include/beginner_tutorials/

Python:~/catkin_ws/devel/lib/python2.7/dist-packages/beginner_tutorials/msg

lisp: ~/catkin_ws/devel/share/common-lisp/ros/beginner_tutorials/msg/

服务(srv)
在srv文件夹下.srv文件描述一项服务
有请求与相应两部分构成以—分隔,如:
```
  int64 A
  int64 B
  ---
  int64 Sum
```
配置步骤:
1.在CMakeLists.txt中添加对message_generation的构建时依赖 利用find_package函数,在COMPONENTS列表里直接添加 message_generation
```
  find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  message_generation
  }
```
对message_generation对msg和srv都起作用

2.添加ser文件表

 add_service_files(
 FILES
 Service1.srv
 Service2.srv
 )

3.重新配置并添加依赖

  # generate_messages(
  #   DEPENDENCIES
  # #  std_msgs  # Or other packages containing      msgs
  # )

rqt 可视化查看节点交互情况

rqt 中有许多ROS package 提供了不同的可视化功能
使用rosrun [包名] [节点名]启动
rqt_graph包的rqt_graph节点可以显示系统中节点通讯的结构
rqt_plot包的rqt_plot节点可画出发布数据图
rqt_console包的rqt_console节点是ROS日志框架的一部分,用来显示node节点输出信息
rqt_logger_level包的rqt_logger_level可以修改

日志等级说明日志等级由高至低
Fatal 毁灭性的
Error
Warn
Info
Debug
rqt_tf_tree包中的rqt_tf_tree节点可以显示由tf广播的不同框架

ROS service服务

服务允许节点发送 request 并接收 response
rosservice list显示活动中的服务列表
rosservice type [服务名] 获得服务类型(输入输出数据结构)
rosservice call [服务名] [args]调用服务
rossrv show [服务类型名]显示该服务类型详细信息(数据结构)

ROS parameter server(参数服务)

使用YAML标记语言的语法:整数1 浮点数1.1 字符串one 布尔值true 列表[1,2,3] 字典{a: b,c: d}

rosparam 参数相关

  rosparam set [参数名] [值]      设置参数
  rosparam get [参数名]           获取参数
      rosparam get /             显示服务器上所有参数
  rosparam load [加载文件] [命名空间]  从文件读取参数
  rosparam dump [写入文件.yaml]    向文件中写入参数
  rosparam delete                 删除参数
  rosparam list                   列出参数名

ROS学习随笔

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ROS文件系统

错误检查工具

建立 catkin workspace工作空间

建立ROS package程序包

程序包依赖关系

编译ROS程序包

ROS Node节点

ROS launch 批量启动节点

ROS master 帮助节点找到互相

ROS Topics主题(话题)

消息(msg)

服务(srv)

rqt 可视化查看节点交互情况

ROS service服务

ROS parameter server(参数服务)

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