使用ROS Foxy和Qt在Linux平台上开发机器人应用程序

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本文详细介绍了如何在Linux上利用ROS Foxy和Qt框架开发机器人应用程序,包括安装ROS和Qt,创建ROS工作空间和软件包,集成Qt与ROS,以及展示ROS与Qt集成的示例,帮助开发者构建具有交互界面的机器人应用。

使用ROS Foxy和Qt在Linux平台上开发机器人应用程序

在机器人开发中,ROS(Robot Operating System)是一个广泛使用的开源框架,它提供了一种方便的方式来构建机器人应用程序。而Qt是一个跨平台的GUI开发框架,可以帮助我们创建漂亮且功能丰富的用户界面。本文将介绍如何结合ROS Foxy和Qt在Linux平台上开发机器人应用程序。

1. 安装ROS Foxy和Qt

首先,我们需要安装ROS Foxy和Qt。ROS Foxy的安装可以参考ROS官方文档提供的指南。而Qt的安装可以从Qt官方网站下载适用于Linux的安装程序,并按照安装向导进行安装。

2. 创建ROS工作空间

在开始开发之前,我们需要创建一个ROS工作空间。打开终端并执行以下命令:

mkdir -p ~/ros_workspace/src
cd ~/ros_workspace/src

3. 创建ROS软件包

在ROS中,软件包是组织代码的基本单元。我们将创建一个ROS软件包来包含我们的机器人应用程序。

在终端中执行以下命令:

source /opt/ros/foxy/setup.bash
cd ~/ros_workspace/src
ros2 pkg create --build-type ament_cmake my_robot_app

这将在~/ros_workspace/

### 如何在QT中集成使用ROS2库进行机器人应用开发 #### 创建ROS2工作空间并初始化 为了确保能够顺利地在Qt环境中集成ROS2库,首先需要创建一个ROS2的工作空间。这一步骤对于管理依赖项支持后续的编译过程至关重要。 ```bash mkdir -p ~/ros2_ws/src cd ~/ros2_ws/ source /opt/ros/foxy/setup.bash ``` #### 安装必要的Qt工具包 根据具体需求,在Ubuntu 20.04上安装适合版本的Qt工具包是非常重要的。这里推荐按照官方指南来完成Qt5.14.2及其相关组件的安装[^3]: ```bash sudo apt-get update sudo apt install qtcreator qt5-default ``` #### 配置CMakeLists.txt文件支持ROS2与Qt混合编程 为了让Qt Creator识别到ROS2的消息服务定义,并允许两者之间相互调用,需修改项目的`CMakeLists.txt`文件以包含对ament_cmake_qt的支持。同时也要加入find_package(Qt5 REQUIRED COMPONENTS Core Widgets)语句以便于链接相应的Qt模块[^1]。 ```cmake cmake_minimum_required(VERSION 3.5) project(my_robot_app) if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang") set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Wall -Wextra -std=c++17") endif() set(AMENT_CMAKE_ENV_VAR "PYTHONPATH") find_package(ament_cmake REQUIRED) find_package(rclcpp REQUIRED) find_package(std_msgs REQUIRED) find_package(Qt5 REQUIRED COMPONENTS Core Widgets) add_executable(${PROJECT_NAME} src/main.cpp src/mainwindow.ui src/mainwindow.h src/mainwindow.cpp ) target_link_libraries(${PROJECT_NAME} rclcpp::rclcpp std_msgs::msg Qt5::Core Qt5::Widgets ) ament_target_dependencies(${PROJECT_NAME} rclcpp std_msgs ) install(TARGETS ${PROJECT_NAME} DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}) ament_package() ``` #### 编写简单的Qt界面并与ROS2节点交互 下面是一个简单例子展示如何在一个按钮点击事件触发时发布一条消息给指定话题。此部分代码应放置于对应的`.cpp`源码文件内[^2]。 ```cpp #include <QApplication> #include <QPushButton> // ROS2 headers #include "rclcpp/rclcpp.hpp" #include "std_msgs/msg/string.hpp" class MyWidget : public QWidget { public: explicit MyWidget(QWidget *parent = nullptr); private slots: void onButtonClicked(); private: QPushButton* button_; }; MyWidget::MyWidget(QWidget *parent):QWidget(parent),button_(new QPushButton("Click Me", this)) { connect(button_, &QPushButton::clicked, this, &MyWidget::onButtonClicked); } void MyWidget::onButtonClicked() { auto node = rclcpp::Node::make_shared("qt_publisher_node"); auto publisher = node->create_publisher<std_msgs::msg::String>("chatter", 10); auto message = std::make_unique<std_msgs::msg::String>(); message->data = QString("Hello from Qt!").toStdString(); RCLCPP_INFO(node->get_logger(), "Publishing: '%s'", message->data.c_str()); publisher->publish(*message); } int main(int argc, char **argv){ QApplication app(argc, argv); // Initialize the ROS2 client library. rclcpp::init(argc, argv); MyWidget widget; widget.show(); int ret = app.exec(); // Shutdown and cleanup resources used by the ROS2 client library. rclcpp::shutdown(); return ret; } ```
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