基本工具

在本章中，您将了解ROS2的常用命令工具。

1 Topics

ROS 2 将复杂的系统分解为许多模块化节点。 Topics是 ROS 图的重要元素，充当节点交换消息的总线。 Topics是数据在节点之间移动的主要方式之一，因此在系统的不同部分之间移动。

topics 帮助

ros2 topics -h

启动turtlesim和键盘控制

ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

节点关系图

rqt_graph

了解topics相关命令

ros2 topics -h

话题列表

ros2 topic list
ros2 topic list -t # 显示相应的消息类型

查看话题内容

ros2 topic echo <topic_name>
ros2 topic echo /turtle1/cmd_vel

显示话题相关信息，类型

ros2 topic info <topic_name>
# 输出 /turtle1/cmd_vel 话题接口相关信息
ros2 topic info /turtle1/cmd_vel

显示接口相关信息

ros2 interface show <msg_type>
# 输出 geometry_msgs/msg/Twist接口相关信息
ros2 interface show geometry_msgs/msg/Twist

发布命令

ros2 topic pub <topic_name> <msg_type> '<args>' 
# 发布速度命令
ros2 topic pub --once /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"
# 按一定频率发布速度命令
ros2 topic pub --rate 1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"

查看话题发布的频率

ros2 topic hz <topic_name>
#输出/turtle1/cmd_vel发布频率
ros2 topic pub --rate 1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"

2 Nodes

ROS 中的每个节点都应该负责一个单一的模块用途（例如，一个节点用于控制车轮电机，一个节点用于控制激光测距仪等）。每个节点都可以通过主题、服务、操作或参数向其他节点发送和接收数据。一个完整的机器人系统由许多协同工作的节点组成。在 ROS 2 中，单个可执行文件（C++ 程序、Python 程序等）可以包含一个或多个节点。

具体参考: 官方教程

nodes 帮助

ros2 nodes -h

启动turtlesim和键盘控制

ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

查看节点列表

ros2 node list

查看节点关系图

rqt_graph

重映射

ros2 run turtlesim turtlesim_node --ros-args --remap __node:=my_turtle
ros2 node list

查看节点信息

ros2 node info <node_name>
ros2 node info /my_turtle

3 Services

服务是 ROS 图中节点的另一种通信方法。服务基于调用和响应模型，而不是主题的发布者-订阅者模型。虽然主题允许节点订阅数据流并获得持续更新，但服务仅在客户端专门调用时才提供数据。

具体参考: 官方教程

services 帮助

ros2 service -h

启动turtlesim和键盘控制

ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

查看服务列表

ros2 service list
# 显示服务列表及消息类型
ros2 service list -t

查看服务接收到的消息类型

ros2 service type <service_name>
ros2 service type /clear

找到使用某类消息类型的服务

ros2 service find <type_name>
ros2 service find std_srvs/srv/Empty

查看服务消息类型定义

ros2 interface show <type_name>.srv
ros2 interface show std_srvs/srv/Empty.srv

调用服务命令,清除行走轨迹

ros2 service call <service_name> <service_type>
ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty

生成新乌龟

ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2, y: 2, theta: 0.2, name: 'turtle2'}"

4 Parameters

参数是节点的配置值。您可以将参数视为节点设置。节点可以将参数存储为整数、浮点数、布尔值、字符串和列表。在 ROS 2 中，每个节点都维护自己的参数。有关参数的更多背景信息，请参阅概念文档。

具体参考: 官方教程

parameters 帮助

ros2 param -h

启动turtlesim和键盘控制

ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

查看服务列表

ros2 param list

获取参数值

ros2 param get <node_name> <parameter_name>
ros2 param get /turtlesim background_g

设置参数值

ros2 param set <node_name> <parameter_name> <value>
ros2 param set /turtlesim background_r 150

导出参数值

ros2 param dump <node_name>
ros2 param dump /turtlesim

独立导入参数

ros2 param load <node_name> <parameter_file>
ros2 param load /turtlesim ./turtlesim.yaml

启动节点同时导入参数

ros2 run <package_name> <executable_name> --ros-args --params-file <file_name>
ros2 run turtlesim turtlesim_node --ros-args --params-file ./turtlesim.yaml

5 Actions

动作是 ROS 2 中的一种通信类型，用于长时间运行的任务。它们由三部分组成：目标、反馈和结果。

操作基于主题和服务。它们的功能类似于服务，除了操作是可抢占的（您可以在执行时取消它们）。他们还提供稳定的反馈，而不是返回单一响应的服务。

操作使用客户端-服务器模型，类似于发布者-订阅者模型（在主题教程中描述）。 “动作客户端”节点将目标发送到“动作服务器”节点，该节点确认目标并返回反馈流和结果。

具体参考: 官方教程

action 帮助

ros2 action -h

启动turtlesim和键盘控制

ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

按G|B|V|C|D|E|R|T 实现旋转，按F键盘取消l

查看节点action的服务端和客户端

ros2 node info /turtlesim

查看动作列表

ros2 action list
ros2 action list -t # 显示动作类型

查看动作信息

ros2 action info <action>
ros2 action info /turtle1/rotate_absolute

查看动作消息内容

ros2 interface show turtlesim/action/RotateAbsolute

发送动作目标信息

ros2 action send_goal <action_name> <action_type>
ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"
# 带反馈信息
ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 0}" --feedback

6 RQt

RQt 是一个图形用户界面框架，它以插件的形式实现各种工具和界面。可以将所有现有的 GUI 工具作为 RQt 中的可停靠窗口运行！这些工具仍然可以以传统的独立方式运行，但 RQt 可以更轻松地在单个屏幕布局中管理所有不同的窗口。

具体参考: 官方教程

您可以通过以下方式轻松运行任何 RQt 工具/插件：

rqt

rqt 帮助

rqt -h

启动turtlesim和键盘控制

ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

动作浏览器: / Plugins -> Actions ->Action Type Browser
参数重配置: / Plugins -> configuration ->Parameter Reconfigure
节点图: /Node Graph
控制转向: /Plugins -> Robot Tools -> Robot Steering
服务调用: /Plugins -> Services -> Service Caller
服务类型浏览器: Plugins -> Services -> Service Type Browser
消息发布: Plugins -> Topics -> Message Publisher
消息类型浏览器: Plugins -> Topics -> Message Type Browser
话题列表: Plugins -> Topics -> Topic Monitor
绘制曲线图: Plugins -> Visualization -> Plot
查看日志: rqt_console

ros2 run rqt_console rqt_console
ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 topic pub -r 1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0,y: 0.0,z: 0.0}}"

7 TF2

tf2 是变换库，它允许用户随着时间的推移跟踪多个坐标系。 tf2 以时间缓冲的树结构维护坐标系之间的关系，并让用户在任何需要的时间点在任意两个坐标系之间变换点、向量等。

具体参考: 官方教程

让我们从安装演示包及其依赖项开始。

sudo apt-get install ros-foxy-turtle-tf2-py ros-foxy-tf2-tools ros-foxy-tf-transformations

跟随
launch启动2个小乌龟，第一个小乌龟自动跟随第二个

ros2 launch turtle_tf2_py turtle_tf2_demo.launch.py

通过键盘控制第一个小乌龟移动

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

查看TF树

ros2 run tf2_tools view_frames.py
evince frames.pdf

查看两个坐标系之间的关系

ros2 run tf2_ros tf2_echo [reference_frame] [target_frame]
ros2 run tf2_ros tf2_echo turtle2 turtle1

在rviz上查看TF关系

ros2 run rviz2 rviz2 -d $(ros2 pkg prefix --share turtle_tf2_py)/rviz/turtle_rviz.rviz

8 URDF

URDF 是统一机器人描述格式，用于指定 ROS 中的机器人几何和组织。

具体参考: 官方教程

完整语法

<robot>
    # describe:
    # Parameters: name=""
    #  Child node:
        <link>
            # Description:
            # Parameters：name=""
            # Child node:
                <visual>
                    # describe:
                    # Parameters:
                    # child nodes: 
                        <geometry>
                            # description
                            # parameters
                            # Child node: 
                                <cylinder />
                                    # Description:
                                    # Parameters:
                                        # length="0.6"
                                        # radius="0.2"
                                <box />
                                    # description
                                    # Parameters:size="0.6 0.1 0.2"
                                <mesh />
                                    #  Description
                                    #Parameters: filename="package://urdf_tutorial/meshes/l_finger_tip.dae"
                        <collision>
                            # Description: collision element, prioritized
                            # parameters
                            # child node 
                                <geometry>
                        <inertial>
                            # description
                            # parameters
                            # Child nodes: 
                                <mass />
                                    # description: mass
                                    # Parameters: value=10
                                <inertia />
                                    # Description: Inertia
                                    # Parameters: i+"Cartesian product of xyz" (9 in total)="0.4"
                        <origin />
                            # Description:
                            # Parameters:
                                # rpy="0 1.5 0"
                                # xyz="0 0 -0.3"
                        <material />
                            # Description
                            # Parameters：name="blue"
        <joint>
            # Description
            # Parameters：
                # name=""
                # type=""
                    # fixed
                    # prismatic
            # child node
                <parent />
                    # Description
                    # Parameters：link=""
                <child />
                    # Description：
                    # Parameters：link=""
                <origin />
                    # Description：
                    # Parameters：xyz="0 -0.2 0.25"
                <limit />
                    # Description
                    # Parameters：
                        # effort="1000.0"    maximum effort
                        # lower="-0.38"      Joint upper limit (radians)
                        # upper="0"          Joint lower limit (radians)
                        # velocity="0.5"     Maximum velocity 
                <axis />
                    # Description： Press ? axis rotation
                    # Parameters：xyz="0 0 1"，along the Z axis
        <material>
            # Description：
            # Parameters：name="blue"
            # child node：
                <color />
                    # description：
                    # Parameters：rgba="0 0 0.8 1"

安装依赖库

sudo apt install ros-foxy-joint-state-publisher-gui ros-foxy-joint-state-publisher
sudo apt install ros-foxy-xacro

下载源代码

cd ~/dev_ws  
git clone -b ros2 https://github.com/ros/urdf_tutorial.git src/urdf_tutorial

编译源代码

colcon build --packages-select urdf_tutorial

运行示例

ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/01-myfirst.urdf

9 Launch

ROS 2 中的启动系统负责帮助用户描述他们系统的配置，然后按照描述执行。系统的配置包括要运行的程序、运行它们的位置、传递给它们的参数，以及 ROS 特定的约定，这些约定通过为每个组件提供不同的配置，使得在整个系统中重用组件变得容易。它还负责监视已启动流程的状态，并报告和/或响应这些流程状态的变化。

用 Python、XML 或 YAML 编写的launch文件可以启动和停止不同的节点，以及触发和处理各种事件。

具体参考: 官方教程

Setup

创建一个新目录来存储您的launch文件：

mkdir launch

编写启动文件

让我们使用 turtlesim 包及其可执行文件将 ROS 2 启动文件放在一起。正如刚才提到的。

将完整代码复制并粘贴到 launch/turtlesim_mimic_launch.py 文件中：

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
    return LaunchDescription([
        Node(
            package='turtlesim',
            namespace='turtlesim1',
            executable='turtlesim_node',
            name='sim'
        ),
        Node(
            package='turtlesim',
            namespace='turtlesim2',
            executable='turtlesim_node',
            name='sim'
        ),
        Node(
            package='turtlesim',
            executable='mimic',
            name='mimic',
            remappings=[
                ('/input/pose', '/turtlesim1/turtle1/pose'),
                ('/output/cmd_vel', '/turtlesim2/turtle1/cmd_vel'),
            ]
        )
    ])

运行ros2启动文件

要运行上面创建的launch文件，请进入您之前创建的目录并运行以下命令：

语法格式为：

ros2 launch <package_name> <launch_file_name>

cd launch
ros2 launch turtlesim_mimic_launch.py

launch 帮助

ros2 launch -h

运行节点

ros2 launch turtlesim multisim.launch.py

查看launch文件有哪些参数

ros2 launch turtlebot3_fake_node turtlebot3_fake_node.launch.py -s
ros2 launch turtlebot3_fake_node turtlebot3_fake_node.launch.py --show-arguments
ros2 launch turtlebot3_bringup robot.launch.launch.py -s

运行launch文件带参数

ros2 launch turtlebot3_bringup robot.launch.launch.py usb_port:=/dev/opencr

运行节点并调试

ros2 launch turtlesim turtlesim_node.launch.py -d

只输出节点描述

ros2 launch turtlesim turtlesim_node.launch.py -p

运行组件

ros2 launch composition composition_demo.launch.py

10 Run

run用于运行单个节点，组件程序。

run 帮助

ros2 run -h

运行节点

ros2 run turtlesim turtlesim_node

运行节点带参数

ros2 run turtlesim turtlesim_node --ros-args -r __node:=turtle2 -r __ns:=/ns2

运行组件容器

ros2 run rclcpp_components component_container

运行组件

ros2 run composition manual_composition

11 Package

一个包可以被认为是你的 ROS 2 代码的容器。如果您希望能够安装您的代码或与他人共享，那么您需要将其组织在一个包中。借助软件包，您可以发布您的 ROS 2 作品并允许其他人轻松构建和使用它。

ROS 2 中的包创建使用 ament 作为其构建系统，并使用 colcon 作为其构建工具。您可以使用官方支持的 CMake 或 Python 创建包，但确实存在其他构建类型。

具体参数: 官方教程

创建工作空间

为每个新工作区创建一个新目录。名称并不重要，但它有助于表明工作区的用途。让我们为“开发工作区”选择目录名称 ros2_ws：

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws/src

pkg 帮助

ros2 pkg -h

列出功能包

ros2 pkg executable turtlesim

输出某个功能包可执行程序

ros2 pkg executable turtlesim

创建Python功能包

在运行包创建命令之前，请确保您位于 src 文件夹中。

cd ~/ros2_ws/src

在 ROS 2 中创建新包的命令语法是：

ros2 pkg create --build-type ament_python <package_name>
# 您将使用可选参数 --node-name 在包中创建一个简单的 Hello World 类型可执行文件。
ros2 pkg create --build-type ament_python --node-name my_node my_package

构建package

将包放在工作区中特别有价值，因为您可以通过在工作区根目录中运行 colcon build 来一次构建许多包。否则，您将不得不单独构建每个包。

# 返回到工作区目录：
cd ~/ros2_ws
# 现在你可以构建你的包：
colcon build

Source setup文件

要使用您的新包和可执行文件，首先打开一个新终端并获取您的主要 ROS 2 安装源。

然后，从 ros2_ws 目录中，运行以下命令来获取您的工作空间：

source install/setup.bash

现在您的工作区已添加到您的路径中，您将能够使用新包的可执行文件。

使用 package

要运行您在包创建期间使用 --node-name 参数创建的可执行文件，请输入以下命令：

ros2 run my_package my_node

13.2.2 基础教程

基本工具

1 Topics

2 Nodes

3 Services

4 Parameters

5 Actions

6 RQt

7 TF2

8 URDF

9 Launch

10 Run

11 Package

results matching ""

No results matching ""