ROS

基础算法

1. Topic话题和Message消息

1.2 Publish发布者

​ 1.召唤ROS大管家rospy
​ 2.向ROS大管家申请初始化节点
​ 3.告诉ROS大管家rospy需要发布的话题名称，并向他索要能够发送消息包的发布对象pub。
​ 4.开启一个whie循环，不停的使用pub对象发布消息包。

#!/usr/bin/env python3
# coding=utf-8

import rospy
from std_msgs.msg import String

if __name__=="__main__":
    rospy.init_node("chao_node");
    rospy.logwarn("我的枪去而复返，你的生命有去无回");
pub = rospy.Publisher("kuai_shang_che_kai_hei_qun",String,queue_size=10)

rate = rospy.Rate(10)

while not rospy.is_shutdown():
    rospy.loginfo("我要开始刷屏了");
    msg = String()
    msg.data = "国服马超带飞"
    pub.publish(msg)
    rate.sleep()

1.2 Subscriber订阅者

​ 1.召唤ROS大管家rospy
​ 2.向ROS大管家rospy申请初始化节点。
​ 3.构建一个回调函数，用于处理从话题中接收到的消息包数据
​ 4.告诉ROS大管家 rospy需要订阅的话题名称，并设置接收消息包的回调函数。
​ 5.调用ROS的spin()函数。

#!/usr/bin/env python3
# coding=utf-8

import rospy
from std_msgs.msg import String

def chao_callback(msg):
    rospy.loginfo(msg.data)

def yao_callback(msg):
    rospy.logwarn(msg.data)

if __name__ == "__main__":
    rospy.init_node("ma_node")

    sub = rospy.Subscriber("kuai_shang_che_kai_hei_qun",String,chao_callback,queue_size=10)
    sub_2 = rospy.Subscriber("gie_gie_dai_wo",String,yao_callback,queue_size=10)

    rospy.spin()

1.3 launch启动多个ROS节点

格式：

<launch>

<node pkg="ssr_pkg" type="chao_node.py" name="chao_node"/>
<node pkg="ssr_pkg" type="yao_node.py" name="yao_node"/>
<node pkg="atr_pkg" type="ma_node.py" name="ma_node launch-prefix="gnome-terminal -e"/> 
<!-- launch-prefix="gnome-terminal -e ：单独运行在一个terminal-->
                                                                                     
</launch>

2. 标准消息包std_msgs


结构体类型：

​ ColorRGBA（表示像素）

​ Duration/Time （相对时间/绝对时间）

​ Header（时间戳和坐标）

​ MultiArrayDImension/MultiArrayLayout（描述数组内容）

3. 常用消息包common_msgs


​ 常用消息包：geometry_msgs/sensor_msgs

3.1 几何消息包geometry_msgs


3.2 传感器消息包sensor_msgs


3.3 自定义消息类型

生成自定义消息的步骤：

1. 创建新软件包，依赖项message_generation、message_runtime
2. 软件包添加msg目录，新建自定义消息文件，以.msg结尾。
3. 在CMakeLists.txt中，将新建的.msg文件加入add message_files()
4. 在CMakeLists.txt中去掉generate_messages()注释符号，将依赖的其他消息包名称添加进去。
5. 在CMakeLists.txt中，将message_runtime 加入 catkin_package()的CATKIN DEPENDS。
6. 在package.xml中，将message_generation、message_runtime加入和
7. 编译软件包，生成新的自定义消息类型

3.4 自定义消息类型的应用

1. 在节点代码中，先 import 新定义的消息类型。
2. 在发布或订阅话题的时候，将话题中的消息类型设置为新的消息类型。
3. 按照新的消息结构，对消息包进行赋值发送或读取解析。
4. 在CMakeLists.txt文件的find_package()中，添加新消息包名称作为依赖项。
5. 在package.xml中，将新消息包添加到和中去。
6. 重新编译，确保全歼包进入ROS的包列表。

4.栅格地图

4.1栅格地图格式

1. 地图数据格式


2. 地图描述信息


4.2发布地图

1. 构建一个软件包map_pkg，依赖项里加上nav_msgs
2. 编译软件包，让其进入ROS的包列表。
3. 在map_pkg里创建一个节点map_pub_node.py。
4. 在节点中发布话题/map，消息类型为OccupancyGrid。
5. 构建一个OccupancyGrid地图消息包，并对其进行赋值。
6. 将地图消息包发送到话题/map。
7. 为节点map_pub_node.py添加可执行权限
8. 运行map_pub_node.py节点
9. 启动RViz，订阅话题/map，显示地图

5.slam

​ 同步定位与建图（Simultaneous Localization and Mapping，简称SLAM）问题可以描述为：机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动过程中根据位置和地图进行自身定位，同时在自身定位的基础上建造增量式地图，实现机器人的自主定位和导航。

5.1Hector_Mapping

6.ROS的TF系统

​ 地图坐标系（/map）：原点在机器人建图的初始位置，坐标轴方向遵循ROS的右手法则

​ 机器人坐标系（/base_footprint）：原点在机器人底盘中心位置，坐标轴方向遵循ROS的右手法则

​ 地图坐标系作为父坐标系，机器人坐标系为子坐标系。

​ TF（Transform）：用于描述子坐标系关于父坐标系的位置和角度偏移量