【ROS】实操_话题发布

需求描述:编码实现乌龟运动控制，让小乌龟做圆周运动。

结果演示:

实现分析:

乌龟运动控制实现，关键节点有两个，一个是乌龟运动显示节点 turtlesim_node，另一个是控制节点，二者是订阅发布模式实现通信的，乌龟运动显示节点直接调用即可，运动控制节点之前是使用的turtle_teleop_key通过键盘控制，现在需要自定义控制节点。
控制节点自实现时，首先需要了解控制节点与显示节点通信使用的话题与消息，可以使用ros命令结合计算图来获取。
了解了话题与消息之后，通过 C++ 或 Python 编写运动控制节点，通过指定的话题，按照一定的逻辑发布消息即可。

实现流程:

通过计算图结合ros命令获取话题与消息信息。
编码实现运动控制节点。
启动 roscore、turtlesim_node 以及自定义的控制节点，查看运行结果。

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1.话题与消息获取

准备: 先启动键盘控制乌龟运动案例。

1.1话题获取

查看键盘控制和乌龟GUI之间的话题和消息。

获取话题:/turtle1/cmd_vel

通过计算图查看话题，启动计算图:

rqt_graph

或者通过 rostopic 列出话题:

rostopic list

1.2消息获取

获取消息类型:geometry_msgs/Twist

rostopic type /turtle1/cmd_vel
或
rostopic info /turtle1/cmd_vel

获取消息格式:

rosmsg info geometry_msgs/Twist

响应结果:

geometry_msgs/Vector3 linear
  float64 x
  float64 y
  float64 z
geometry_msgs/Vector3 angular
  float64 x
  float64 y
  float64 z

linear(线速度) 下的xyz分别对应在x、y和z方向上的速度(单位是 m/s)；

angular(角速度)下的xyz分别对应x轴上的翻滚、y轴上俯仰和z轴上偏航的速度(单位是rad/s)。

补充资料:

弧度: 单位弧度定义为圆弧长度等于半径时的圆心角。

偏航、翻滚与俯仰

坐标系图解:

偏航:【绕z轴转】

俯仰:【绕y轴转】

翻滚:【绕x轴转】

 geometry_msgs/Vector3 linear
   float64 x
   float64 y
   float64 z
 geometry_msgs/Vector3 angular
   float64 x
   float64 y
   float64 z

对于本案例的乌龟转圈只有线速度的x方向和角速度的z反向有变化

验证，打印消息

rostopic echo /turtle1/cmd_vel

控制乌龟运动

rostopic pub -r 10 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:
  x: 2.0
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 2.0"

2.实现发布节点

创建功能包需要依赖的功能包: roscpp rospy std_msgs geometry_msgs

实现方案A: C++

#include "ros/ros.h"
#include "geometry_msgs/Twist.h"

/*
    需求：发布速度消息  
            话题：/turtle1/cmd_vel
            消息：geometry_msgs/Twist

        1 包含头文件
        2 初始化ros节点
        3 创建节点句柄
        4 创建发布对象
        5 发布逻辑实现
        6 回旋函数【可选】 spinOnce()

*/


int main(int argc, char  *argv[])
{
        setlocale(LC_ALL,"");

       // 2 初始化ros节点
        ros::init(argc,argv,"my_control");

       // 3 创建节点句柄
       ros::NodeHandle nh;

       // 4 创建发布对象
       ros::Publisher pub = nh.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel",10);

       // 5 发布逻辑实现
        ros::Rate rate(10);             //设置发布频率
        //组织被发布的消息
        geometry_msgs::Twist twist;
        //线速度
        twist.linear.x = 1.0;     //浮点类型
        twist.linear.y = 0.0 ;
        twist.linear.z = 0.0;

        //角速度
        twist.angular.x = 0.0;
        twist.angular. y =0.0;
        twist.angular.z = 1.0;

        //循环发布
        while(ros::ok())
        {
            pub.publish(twist);
            //休眠
            rate.sleep();
            // 6 回旋函数【可选】 spinOnce()
            ros::spinOnce();
        }
    return 0;
}

配置文件

编译

运行

roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node 

source ./devel/setup.bash
rosrun plumbing_test test01_pub_twist

总结：

本案例采用的是发布订阅方式。发布方是test01_pub_twist节点。其目的是让海龟实现圆周运动；订阅方是海龟GUI。

首先需要知道海龟GUI和键盘控制节点之间的话题，让test01_pub_twist“替代”键盘控制节点；【利用rqt_graph或者rostopic list查看】

然后在利用话题获取到消息类型【利用rostopic type 话题名或者rostopic info 话题名】，利用消息类型获取到消息格式【rosmsg info 消息类型】；

最后在消息格式上修改数据，完成相应的功能。