【ROS2】高级:模拟器-Webots-Ros2Supervisor 节点

最新推荐文章于 2025-04-02 22:42:02 发布

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目标：使用默认的监督机器人扩展接口，命名为 Ros2Supervisor 。

教程级别：高级

时间：10 分钟

背景
先决条件
Ros2Supervisor
时钟主题 Clock topic
导入一个 Webots 节点
删除一个 Webots 导入的节点
记录动画
摘要

背景

在本教程中，您将学习如何启用 Ros2Supervisor 节点，该节点通过创建额外的服务和主题来增强界面，以便与仿真进行交互。例如，您可以在仿真运行时直接从 ROS 2 界面记录动画或生成 Webots 节点。这些说明详细列出了当前实现的功能以及如何使用它们。

先决条件

在继续本教程之前，请确保您已完成以下内容：

理解初学者教程中涵盖的 ROS 2 节点和主题。
对 Webots 和 ROS 2 及其接口包的了解。
熟悉设置机器人仿真（基础）。

`Ros2Supervisor`

Ros2Supervisor 由两个主要部分组成：

已将一个 Webots 机器人节点添加到仿真世界中。其 supervisor 字段设置为 TRUE。
一个 ROS 2 节点，作为外部控制器连接到 Webots 机器人（类似于您自己的机器人插件）。

ROS 2 节点充当控制器，调用 Supervisor API 函数来控制或与仿真世界交互。用户与 ROS 2 节点的交互主要通过服务和主题进行。

这些节点可以在 Webots 启动时使用 ros2_supervisor 参数在 WebotsLauncher 中自动创建。

webots = WebotsLauncher(
    world=PathJoinSubstitution([package_dir, 'worlds', world]),  # 指定Webots仿真世界文件的路径
    mode=mode,  # 指定Webots的运行模式
    ros2_supervisor=True  # 启用ROS 2监督器
)

webots._supervisor 对象还必须包含在启动文件返回的 LaunchDescription 中。

# 返回LaunchDescription对象，包含所有节点和处理程序
return LaunchDescription([
    webots,  # 启动Webots仿真
    webots._supervisor,  # 启动Webots的监督器节点


    # 当Webots仿真退出时，终止所有节点的操作
    launch.actions.RegisterEventHandler(
        event_handler=launch.event_handlers.OnProcessExit(
            target_action=webots,  # 目标动作：Webots仿真
            on_exit=[
                launch.actions.EmitEvent(event=launch.events.Shutdown())  # 退出时触发关闭事件
            ],
        )
    )
])

有关 webots_ros2 项目启动文件的更多信息，请参见设置机器人仿真（基础）。

时钟主题

Ros2Supervisor 节点负责获取 Webots 仿真的时间并将其发布到 /clock 主题。这意味着如果其他节点的 use_sim_time 参数设置为 true ，则必须生成 Ros2Supervisor 。有关 /clock 主题的更多信息可以在 ROS 维基中找到。http://wiki.ros.org/Clock

导入一个 Webots 节点

Ros2Supervisor 节点还允许您通过服务从字符串生成 Webots 节点。

该服务名为 /Ros2Supervisor/spawn_node_from_string ，类型为 webots_ros2_msgs/srv/SpawnNodeFromString 。 SpawnNodeFromString 类型期望输入 data 字符串，并返回 success 布尔值。

从给定的字符串中，Supervisor 节点获取导入节点的名称并将其添加到 intern 实习生列表中，以便以后可能删除（参见删除 Webots 导入节点 https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Advanced/Simulators/Webots/Simulation-Supervisor.html#remove-a-webots-imported-node ）。

节点是使用 importMFNodeFromString(nodeString) API 函数 https://cyberbotics.com/doc/reference/supervisor?tab-language=python#wb_supervisor_field_import_mf_node_from_string 导入的。

以下是导入一个名为 imported_robot 的简单机器人的示例：

ros2 service call /Ros2Supervisor/spawn_node_from_string webots_ros2_msgs/srv/SpawnNodeFromString "data: Robot { name \"imported_robot\" }"

便条

如果您尝试在节点字符串中导入一些 PROTO，它们各自的 URL 必须在.wbt 世界文件中声明为 EXTERNPROTO 或 IMPORTABLE EXTERNPROTO。

删除一个 Webots 导入的节点

一旦使用 /Ros2Supervisor/spawn_node_from_string 服务导入节点，它也可以被移除。

这可以通过将节点的名称发送到名为 /Ros2Supervisor/remove_node 的主题，类型为 std_msgs/msg/String 来实现。

如果节点确实在导入列表中，则使用 remove() API 方法将其删除。https://cyberbotics.com/doc/reference/supervisor?tab-language=python#wb_supervisor_node_remove

以下是如何移除 imported_robot 机器人的示例：

ros2 topic pub --once /Ros2Supervisor/remove_node std_msgs/msg/String "{data: imported_robot}"

记录动画

Ros2Supervisor 节点还创建了两个额外的服务来记录 HTML5 动画。

/Ros2Supervisor/animation_start_recording 服务是 webots_ros2_msgs/srv/SetString 类型，并允许启动动画。 SetString 类型需要一个 value 字符串作为输入，并返回一个 success 布尔值。输入 value 表示动画文件应保存到的目录的绝对路径。

以下是如何启动动画的示例：

ros2 service call /Ros2Supervisor/animation_start_recording webots_ros2_msgs/srv/SetString "{value: "<ABSOLUTE_PATH>/index.html"}"

/Ros2Supervisor/animation_stop_recording 服务是 webots_ros2_msgs/srv/GetBool 类型，并允许停止动画。

ros2 service call /Ros2Supervisor/animation_stop_recording webots_ros2_msgs/srv/GetBool "{ask: True}"

摘要

在本教程中，您将学习如何启用 Ros2Supervisor 以及如何使用 Webots 仿真扩展接口。该节点创建了多个服务和主题，以便与仿真进行交互和修改。