掌上单片机实验室 – 走出屏幕的 ROS 小海龟(27)

        历经磨难,总算在 RT-Thread Studio 环境下,用 micro_ros 软件包,实现了小车与 ROS2 主机的通讯;小车是用 STM32F411CE核心板控制的(不知道是否可以这样理解: 只要是能在  RT-Thread 下运行的单片机,且内存够,就可以实现之?micro_ros 软件包对所有可以在 RT-Thread studio 环境下编译的单片机都做了相应的支持?题外话,有兴趣的朋友可以去研究研究)。

        这一步目标是用订阅的主题 turtle1/cmd_vel 信息控制小车运行。

        首先分析一下屏幕上的小海龟是如何响应操作的,上述主题只是针对上、下、左、右四个方向键,小海龟的具体响应如下:

         turtle1/cmd_vel 在的 Twist 数据 6个参数只有 linear.x 和 angular.z 有效,对应小海龟的动作为:

        linear.x = 2(对应向上箭头按键),向前走一段;

        linear.x = -2(对应向下箭头按键),向后走一段;

        angular.x = 2(对应向右箭头按键),右转一定角度

        angular.x = -2(对应向左箭头按键),左转一定角度

        小车也按照此方式接受操控。

       &nb

使用ROS(机器人操作系统)实现小海龟走正方形,可通过Python编写节点来控制小海龟的运动。以下是实现思路和代码示例: ### 实现思路 1. **初始化ROS节点**:使用`rospy.init_node`初始化一个ROS节点。 2. **发布速度指令**:创建一个`rospy.Publisher`对象,用于向`/turtle1/cmd_vel`话题发布速度指令,控制小海龟的移动和转向。 3. **控制小海龟运动**:通过循环控制小海龟直线前进和转向,使其走出正方形。直线前进时,设置线速度并保持角速度为0;转向时,设置角速度并保持线速度为0。 ### 代码示例 ```python #!/usr/bin/env python import rospy from geometry_msgs.msg import Twist # 设置圆周率 PI = 3.141592653 if __name__ == "__main__": try: # 初始化ROS节点 rospy.init_node('turtle_square', anonymous=True) # 创建一个发布者对象,用于向/turtle1/cmd_vel话题发布Twist消息 pub = rospy.Publisher('/turtle1/cmd_vel', Twist, queue_size=10) # 设置发布频率 rate = rospy.Rate(10) # 10Hz # 正方形的边长和旋转角度 side_length = 2.0 # 边长 angular_speed = 1.0 * PI / 2 # 角速度,每次旋转90度 linear_speed = 1.0 # 线速度 # 循环4次,每次走一条边 for _ in range(4): # 直线前进 twist = Twist() twist.linear.x = linear_speed twist.angular.z = 0.0 # 计算直线前进时间 move_time = side_length / linear_speed # 记录开始时间 start_time = rospy.Time.now().to_sec() # 循环发布速度指令,直到达到指定时间 while (rospy.Time.now().to_sec() - start_time) < move_time: pub.publish(twist) rate.sleep() # 转向 twist = Twist() twist.linear.x = 0.0 twist.angular.z = angular_speed # 计算转向时间 turn_time = (PI / 2) / angular_speed # 记录开始时间 start_time = rospy.Time.now().to_sec() # 循环发布速度指令,直到达到指定时间 while (rospy.Time.now().to_sec() - start_time) < turn_time: pub.publish(twist) rate.sleep() # 停止小海龟运动 twist = Twist() twist.linear.x = 0.0 twist.angular.z = 0.0 pub.publish(twist) except rospy.ROSInterruptException: pass ``` ### 代码解释 1. **导入必要的库**:导入`rospy`和`Twist`消息类型。 2. **初始化ROS节点**:使用`rospy.init_node`初始化一个名为`turtle_square`的节点。 3. **创建发布者**:使用`rospy.Publisher`创建一个发布者对象,向`/turtle1/cmd_vel`话题发布`Twist`消息。 4. **设置参数**:设置正方形的边长、线速度和角速度。 5. **循环控制小海龟运动**:通过循环4次,每次控制小海龟直线前进和转向,使其走出正方形。 6. **停止小海龟运动**:运动结束后,发布线速度和角速度都为0的消息,停止小海龟运动。 ### 运行步骤 1. 启动ROS核心:在终端中运行`roscore`。 2. 启动小海龟仿真器:在新的终端中运行`rosrun turtlesim turtlesim_node`。 3. 运行上述Python脚本:在新的终端中运行`rosrun your_package_name turtle_square.py`(将`your_package_name`替换为你的包名)。 ### 注意事项 - 确保ROS环境已经正确安装和配置。 - 脚本需要有可执行权限,可以使用`chmod +x turtle_square.py`命令添加权限。
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