ROS学习笔记

创建ros工作环境：

mkdir -p ~/catkin_ws/src    	//建立项目目录，同时生成src文件夹
cd ~/catkin_ws/        		//进入项目目录
catkin_make			//编译项目，即使什么文件也没有也可以编译
source devel/setup.bash		//执行编译生成的脚本文件，这会使当前项目目录加入环境变量。每次开启终端都要设置
echo $ROS_PACKAGE_PATH		//检查环境变量是否修改

ros文件架构：粗体为文件夹，此外为文件

catkin_ws 总目录

build 存储用于编译的文件

devel 存储生成的可执行文件，提供给其他包使用的头文件

src 存储自己编写的源代码

CMakeLists.txt 编译文件

package （自命名）源代码以包的形式管理，每个包有一个main函数，建立一个节点就是执行一个包中的main函数

package.xml 声明这个包在编译链接运行中所依赖的其他包

CMakeLists.txt 指定编译链接的流程

launch 用于存储.launch文件，一种脚本文件，例如生成多个结点，并指定结点间的关系

msg 存储.msg文件，如果要在发布的话题中使用自定义的数据类型，就必须编写这个文件。

srv 存储.srv文件，如果要发布一个服务，就要编写这个文件

src 存储源代码文件

总结：ros的工作环境中是以包为单位来组织代码，逻辑上一个包代表一个部件，例如一个网口，一个串口等等。

ros文件系统工具：

rospack find <package name> 	寻找包的目录
roscd <package name> 			进入包的目录
roscd log 						查询ros的运行日志
rosls <package name> 			显示包下的文件

由于ros是以包来管理代码，那么使用linux中的cd，ls指定绝对路径就有些不方便。可以用这些工具直接使用包的名字。但是系统可以找到包的前提是$ROS_PACKAGE_PATH变量中存储这个包所在的工作环境目录。一般自己建立的工作环境目录不会添加在这个变量中，所以在打开一个终端时需要source devel/setup.bash来添加工作环境目录

创建ros程序包：

//进入src文件夹
cd ~/catkin_ws/src	

//使用catkin_create_pkg命令来创建一个名为'beginner_tutorials'的新程序包，这个程序包依赖于std_msgs、roscpp和rospy：
catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp

建立包的时候最好指定自己需要哪些包。这样在生成package.xml和CMakeLists.txt中就会添加这些信息。当然可以以后自行继续添加其他的库。

生成了package.xml文件后我们就可以查询到它的依赖包：

rospack depends1 <package name> 查询包的一级依赖
rospack depends <package name> 查询包的所有依赖

常用ROS命令

启动与查看结点。ros中是以结点（node）来组织工作的，每个一个节点相当于一个应用。对机器人而言，一个节点可能是一个机械臂，也可能是一个电机。这要看设计者的架构。

roscore 开启ros内核环境，只能开启一个
rosrun <package name> <node name> 打开包中的程序，生成相应的节点
rosnode list 查询ros环境中的所有节点
rosnode info <node name> 查询节点的详细信息

查询topic信息。结点与结点之间可以用topic交换信息。一个节点可以发布若干个topic，如果有节点订阅了这个topic，那么就可以接受这个信息，并执行指定的回调函数。

rostopic echo <topic name> 观察topic中传递的数据
rostopic list -v 显示所有的topic，分发布和接受显示
rostopic type <topic name> 显示topic中的数据类型
rostopic pub <topic name> <type name> <args> 将参数以type name所声明的类型发布到topic中

举例：rostopic pub -1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -- '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.8]'
以上命令会发送一条消息给cmd_vel，告诉它以2.0大小的线速度和1.8大小的角速度开始移动。其中-1代表信息发布后程序返回

举例：rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -r 1 -- '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.8]'
这条命令以1Hz的频率发布速度命令到速度话题上

rostopic hz <topic name> 统计topic发送信息的频率，程序会持续统计，用“Ctrl+c”退出

topic对于收发双发只能完成单向的传递，在需要反馈的情况下就需要定义两个topic。而service提供了反馈的机制。提供服务者是服务器，使用服务者是客户端。服务器声明相关服务，并指定回调函数。客户端呼叫服务并给出输入参数，服务器运算完成后返回结果。但是这样每次呼叫服务只能反馈一次。还有一种Action机制，可以持续监听服务器，不断反馈。

rosservice list 显示所有的服务
rosservice type <service name> 显示服务的类型，应该就是服务对应的函数
rosservice call <service name> <args> 调用服务

对参数服务器的操作

rosparam list 显示参数服务器中的所有参数
rosparam set <param name> <args> 设置参数服务器中的参数
rosparam get <param name> 获取参数服务器中的参数，如果参数名为“/”，表示显示所有数据
rosparam dump <file name> 将参数服务器中参数写入指定文件中，文件后缀为yaml
rosparam load params.yaml copy	//加载params.yaml中的数据进入copy命名空间
rosparam get copy/background_b	//获取该空间中指定参数的数据

运行launch脚本

roslaunch <package name> <file name.launch> 运行.launch文件

查询topic和service中的数据结构

rosmsg show <massage name> 显示消息中数据结构
rossrv show <service type> 显示服务中输入输出的数据结构

记录话题信息

rosbag record -a 在当前目录生成bag文件，记录所有topic发布的消息
rosbag record -o <file name> <topic name> 将topic中发布的信息记录到指定文件中
rosbag info <file name> 显示bag文件的信息
rosbag play <file name> 将bag文件中记录的信息重新发布

还有几个好用的工具介绍：

rosrun rqt_graph rqt_graph 打开节点视图，观察topic和节点的关系
rosrun rqt_plot rqt_plot 时序图表工具，可以显示topic中数据的时序变化
rosrun rqt_console rqt_console 运行rqt_console(显示节点输出信息）
rosrun rqt_logger_level rqt_logger_level 运行rqt_logger_level(修改节点信息等级）

ROS发布自己的程序

推荐教程：核心 ROS 教程

我在学习的过程中发现教程中有个错误。可能只是对Kinetic这个版本不一样而已。就是在定义自己的消息类型时，教程说在package.xml添加<run_depend>message_runtime</run_depend>，实际上应该添加<exec_depend>message_runtime</exec_depend>