机器人操作系统ROS典型功能实现方法详解.docx

1、机器人操作系统ROS典型功能实现方法详解 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】机器人操作系统ROS典型功能实现方法详解机器人操作系统ROS: 典型功能实现方法详解李宝全 ROS体系版本：Hydro 2013-09-04Groovy 2012-12-31Fuerte 2012-04-23ElectricDiamondbackROS是一种分布式的处理框架。文件系统： 在硬盘上查看的ROS源代码的组织形式包 Package：含有 或比如下文中的turtlebot_teleop，turtlebot_bringup。堆：Stac

2、k包的集合含有编译方法：catkin：Groovy及以后版本rosbuild：用于Fuerte及以前版本常用命令： rostopic list；列出系统中的所有Topicrosdep： 安装依赖包， 例如 rosdep install rosaria安装时， 需要先建一个工作空间，然后把gitgub网站上相应的包下载到src文件夹下，再执行该语句。具体见 “ROSARIA配置与运行”一节。环境变量设置：export例如：export ROS_HOSTNAME=marvinexport ROS_MASTER_URI= Bulks给的一些有用的命令rosnode info /rosaria_tel

3、eop_key_1 rosrun rqt_robot_steering rqt_robot_steering rosrun rqt_gui rqt_guirostopic helprosnode helprosnode info /RosAriarosnode info /rosaria_teleop_key_1rosnode listecho $ROS_HOSTNAMEROS安装安装教程： 安装keys 安装使Debian包为最新：sudo apt-get updateFull安装：sudo apt-get install ros-hydro-desktop-full会出现一个界面，利用Ta

4、b选择Yes即可成功则提示：ldconfig deferred processing now taking place找到可以使用的包：apt-cache search ros-hydro初始化rosdepsudo rosdep initrosdep update 环境设置echo source /opt/ros/hydro/ /.bashrcsource /.bashrc得到rosintallsudo apt-get install python-rosinstallTurtleBot 配置与运行介绍TurtleBot的主页面（安装&运行）： TurtleBot包(Package)的安装过程

5、安装（/ ）：按照Debs Installation按照方法来安装：1.首先安装： sudo apt-get install ros-hydro-turtlebot ros-hydro-turtlebot-apps ros-hydro-turtlebot-viz ros-hydro-turtlebot-simulator ros-hydro-kobuki-ftdi2.之后加入sourse的bash中： . /opt/ros/hydro/. 说明：a)在终端中输入这一行后很快就结束. b)效果是在.bashrc（Home中的隐藏文件）的最后一行加入了source /opt/ros/hydro/,

6、 c)效果等效于命令 echo source /opt/ros/hydro/ /.bashrc. 这样的话就不用每次启动都输入命令“source /opt/ros/hydro/”了. d)这个好像在安装ROS时已经执行过了，不需要再执行一次吧3.之后加入kobuki的udev规则： rosrun kobuki_ftdi create_udev_rules安装完之后还需要加入网络时间控制（/ ）, 否则与kokuki无法通讯. 1.首先安装chrony：sudo apt-get install chrony问题： 我重装系统后再安装turtlebot后，连接不上kokuki，但能正常连接Kine

7、ct。在命令行中，提示到bad callback， 因此说明有很多件没有安装成功。需要将其卸载重装，可以网上搜索Uninstall turtlebot来卸载并重装。运行：a.首先打开机器人核心服务程序:打开一个终端：键入： roscore 2.应用视觉传感器kinect并启动rviz界面： a.New Terminal: roslaunch turtlebot_bringup ; 3.SLAM： 与之前的两项无关. 需要重新开始, 否则就报错了. a.New Terminal： 开启ROS服务： roscoreb.New Terminal： 启动kobuki：roslaunch turtleb

8、ot_bringup c.New Terminal： 运行gmapping Demo：roslaunch turtlebot_navigation d.启动RVIZ的navigation：New Terminal： roslaunch turtlebot_rviz_launchers e.保存建图的结果：rosrun map_server map_saver -f /tmp/my_mapf.说明： 该例程只用到kobuki, 没有用到Kinect. 4.退出：ctrl+cROS基础的学习ROS Tutorials： Installing and Configuring Your ROS Env

9、ironment创建: $ mkdir -p /catkin_ws/src . package_n/ - file for package_n - Package manifest for package_n Navigating the ROS Filesystem1.查找某一包（package）： 使用命令（例如）$ rospack find roscpp. 则会返回路径： /opt/ros/hydro/share/roscpp2.利用命令$ roscd roscpp, 则直接进入/opt/ros/hydro/share/roscpp文件夹.1.$ pwd $ catkin_create_

10、pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp:创建包a.beginner_tutorials为产生的包的名称, b.std_msgs, roscpp, rospy为依赖项(dependencies） Building a ROS Package1.上接 cd /catkin_ws/ : 首先返回工作空间文件夹.2.$ ls src: 查看src文件夹中的内容, a)结果为beginner_tutorials . b)链接一直存在c)命令ls为列出当前文件夹下的东西$ catkin_make. a ROS msg and srv产生一个消息：1.创建一

11、个消息a)cd /catkin_ws/src/beginner_tutorials首先进入文件夹. b)再创建一个文件夹$ mkdir msg. c)$ echo int64 num msg/: 创建一文件, 并写入一行话int64 num, 当然还可以多加入几行. 2.对(beginner_tutorials中的)添加下面两行: a)message_generationb)message_runtime3.对(beginner_tutorials中的)做如下修改 :a)在原有的find_package（xxx）中加入“message_generation”b)在catkin_package（

12、）中添加CATKIN_DEPENDS message_runtimec)取消add_message_files(）的注释, 并修改为add_message_files(FILES d)取消generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)的注释使用rosmsg$ rosmsg show beginner_tutorials/Num. 应该输出int64 num但但提示找不到该消息使用查找命令$ rosmsg show Num, 应该输出beginner_tutorials/Num:int64 num. 但还是找不到创建一个srv1.创建一个srv$ roscd b

13、eginner_tutorials应该输出int64 a int64 b - int64 sum. 但提示找不到该消息使用查找命令 $ rossrv show AddTwoInts, 也只能查找到rospy_tutorials/AddTwoInts中的, 找不到beginner_tutorials/AddTwoInts中的. 与srv共同的下一步在中, 取消generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)的注释（创建msg阶段已经完成）在catkin_ws工作空间下输入命令: $ catkin_make结果是生成了针对不同语言的头文件: msg的C+头文件在 /

14、catkin_ws/devel/include/beginner_tutorials/. Python脚本在 /catkin_ws/devel/lib/dist-packages/beginner_tutorials/msg. 列表处理语言文件在 /catkin_ws/devel/share/common-lisp/ros/beginner_tutorials/msg/. 对于.srv, 生成的结果也类似. 生成成功！上接，不需要经过生成msg与srv的过程 进入包cd /catkin_ws/src/beginner_tutorials1.1创建Publisher Node：src/ 文件（在

15、该包的src文件夹下）2.1创建Subscriber Node：src/ 文件（在该包的src文件夹下）3.1Building your nodes 生成可执行文件a)在文件中（包的目录下面的）最后面加入（已经在之前msg&srv中生成并处理了, 若没经过上面的msg&srv阶段的处理, 也能正常编译生成）b)add_executable(talker src该过程使用了. 生成的结果为在：devel/lib/beginner_tutorials下有talker与listener节点（可执行文件）. 并有提示：100% Built target talker；100% Built target

16、 listener1.打开ros服务：roscore2.运行talkera.另开一个terminal，进入$ cd /catkin_ws, b.再执行命令$ source ./devel/ . 该命令等效于 source /catkin_ws（工作空间名)/devel/。该命令很快即执行完毕c.$ rosrun beginner_tutorials（包的名称） talker : 运行Publisher. (不需要在工作空间目录下) 之后会看到如下类似消息： 3.运行listenera.进入$ cd /catkin_ws, b.再执行命令$ source ./devel/ c.$ rosrun

17、beginner_tutorials（包的名称） 因为需要加入头文件#include beginner_tutorials/1.写一个服务器节点: 进入文件夹cd /catkin_ws/src/beginner_tutorials, 编写src/ 2.写一个客户端节点: 进入文件夹cd /catkin_ws/src/beginner_tutorials编写src/ 3.Build节点a)在/catkin_ws/src/beginner_tutorials/中加入如下几行: devel/ b)2.运行客户端a)还需要再进入$ cd /catkin_ws, 再执行命令$ source ./deve

18、l/ b)运行add_two_ints_server ：输入$ rosrun beginner_tutorials add_two_ints_client 1 3. 之后会看到如下类似消息：. 在客户端terminal中可以看到信息k response: 4进一步的服务器客户端例程： P3-AT/DXROSARIA配置与运行网站主页 How to use ROSARIA:创建ROS工作空间之前若没有加入启动命令. /opt/ros/hydro/的话, 则加入. 为了创建一个关于ROSARIA的工作空间, 将学习ROS基础阶段的catkin_ws文件夹重命名为catkin_ws_Base, 再新

19、建一个工作空间catkin_ws:mkdir -p /catkin_ws/srccd /catkin_ws/srccatkin_init_workspace首先进入src文件夹, 之后运行命令git clone 包中包含文件 在安装ARIA后再下载该包应该也可以 安装ARIA以及Build ROSARIA1.source /catkin_ws/devel/a)b)或者把这项添加到.bashrc文件中再执行.bashrc文件：echo source /catkin_ws/devel/ /.bashrc - source /.bashrc2.得到包之后, 编译它们：i.rosdep updateT

20、hey have been ignored, or old ones used instead. 解决方法：sudo rm /var/lib/apt/lists/* -vf 删除相应文件1.catkin_make若不在第一步运行该命令,则会报错rospack Error: stack/package rosaria not found2.运行启动该节点的命令: rosrun rosaria RosAriaa)不需要到catkin_ws文件夹下. b)命令rosrun 允许直接运行一个包里面的节点(可执行程序): rosrun package_name node_name.c)节点的位置为cat

21、kin_wsdevellibrosariaRosAria3.(从运行下面4可知不需要这一步)设置网络地址 4.配置好USB转串口后就可以连接了, 连接成功时输出的提示信息为(退出连接的话, 直接Ctrl+C就可以了.)：Could not connect to simulator, connecting to robot through serial port /dev/ttyUSB0.Syncing 0Syncing 1Syncing 2Connected to robot.Name: RoboticsWorld_4129Type: PioneerSubtype: p3at-shArConf

22、ig: Config version: Loaded robot parameters from ArRobotConnector: Connecting to MTX batteries (if neccesary).ArRobotConnector: Connecting to MTX sonar (if neccesary).om robot EEPROM: 32550说明:1.一问题的解决：在运行后面连接Android时, 再回头运行此命令, 则就去src/rosaria找该可执行文件了, 因此从路径上就错了, 不知是那一步影响了该命令的执行. 不过用中的catkin_make命令重新

23、编译一下就又能正常连接了. 2.若USB转串口没有配置好, 则会出现下方的错误提示, 配置方法请见下方的USB转串口配置. ArSerialConnection:open: Could not open serial port /dev/ttyUSB0 | ErrorFromOSNum: 2 ErrorFromOSString: No such file or directoryCould not connect, because open on the device connection failed.Failed to connect to robot.d. Topics and Comm

24、andsa)获得姿态： rostopic echo /RosAria/pose cho 应该是请求输出的命令b)运行结果：2.线速度控制量的设置（s）:rostopic pub -1 /RosAria/cmd_vel geometry_msgs/Twist linear: x: , y: , z: , angular: x: , y: , z: a)/RosAria/cmd_vel 指话题名字 Topic， 不能是/cmd_vel 或者cmd_velb)geometry_msgs/Twist 为数据类型 Messagec)linear: x: , y: , z: , angular: x: ,

25、 y: , z: 合成一个消息d)运行结果：机器人做相应运动并提升publishing and latching message for seconds3.角速度控制量的设置（s）:rostopic pub -1 /RosAria/cmd_vel geometry_msgs/Twist linear: x: , y: , z: , angular: x: , y: , z: 4.也可以把2,3合成起来. 5.其他的 sonar, bumpers, acceleration parameters如何用更多ROS API请见： ROSARIA键盘控制:1. mkdir -p /RosAriaKey

26、board/src2. 创建包catkin_create_pkg RosAriaKeyboard std_msgs rospy roscpp编写程序：3. 编写文件在文件夹下加入如下几行命令(Bluks给我的程序是用rosbuild编译方法。需要做相应借鉴并修改)1.find_package(PkgConfig REQUIRED)新建工程mkdir -p /RosAriaCode/src2.创建包： catkin_create_pkg RosAriaCode std_msgs rospy roscpp3.处理CMakeListadd_executable(rosaria_teleop_code

27、 src/target_link_libraries(rosaria_teleop_code $catkin_LIBRARIES)add_dependencies(rosaria_teleop_code RosAriaCode_generate_messages_cpp)4. catkin_make一下。5. 执行：source devel/rosrun wmrcontrol rosaria_teleop_codeAndroid遥控Android Teleoperate Pioneer 3at Robot. 见网站:/ /Connecting to a ROS Master进入之前下载的ROS

28、ARIA包的文件夹中cd /catkin_ws/src/rosaria 网页上是不是写错了没有ROSARIA. 只能自己写命令git clone , 结果还可以, 结果是在src文件夹中得到了ROSARIA文件夹. rosaria与ROSARIA文件夹一样大小, 是不是就是一样的 Step2使用命令：Path_from_Home/ROSARIA$ rosmake但是在rosaria中使用rosmake 就可以, 结果为Built 52 packages with 0 failures., 但在ROSARIA下就报错. 网站上是不是写错了 Step3进入文件夹, 网站上写的命令$ roscd R

29、OSARIA, 但进入不了, 只能手动进入rosaria了, 好像roscd也不能使用. 创建一个文件：命令：gedit & 把网站上的代码粘贴进去再保存. Step4编辑rosaria文件夹下的CMakeList. txt文件. 在最后一行添加rosbuild_add_executable(android_teleop 在rosaria下输入命令：rosmake. 不起作用呢提示错误信息： rosmake rosmake starting. rosmake No package or stack specified. And current directory catkin_ws is no

30、t a package name or stack name. rosmake Packages requested are: rosmake Expanded args to: rosmake ERROR: No arguments could be parsed into valid package or stack names.从pubulisher节点中学习如何编译并运行NodeTurtleBot的键盘控制:控制命令以Terminal端键入方式：TurtleBot与p3dx应该很像，那么能不能在p3dx的terminal命令的基础上修改得到呢，大胆尝试后，竟然对了！TurtleBot端的命令为：（当然需要先启动机器人）rostopic pub -1 cmd_vel_mux/input/teleop geometry_msgs/Twist linear: x: , y: , z: , angular: x: , y: , z: 原因是，观察到中含有如下一句话：那么很有可能Top