ROS的turtle--控制小乌龟转圈

最新推荐文章于 2025-04-18 10:50:40 发布

代码缝合怪

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分类专栏：其他文章标签： c++ linux

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本文详细介绍了如何通过ROS（Robot Operating System）进行乌龟机器人的圆周运动控制实验，包括建立工作空间、编译、配置环境变量、编写控制程序及启动流程。重点展示了如何利用C++编写ROS节点，实现小乌龟的圆形轨迹绘制。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

实验目的：

熟悉ROS中的Topic通讯，编写控制程序，实现小乌龟的圆形运动。

实验流程

a. 建立ROS工作空间

打开Home目录，在空白处右击，点击新建文件夹（New Folder）建立一个文件夹，命名为catkin_ws
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在文件夹 catkin_ws 下创建一个文件夹 src，在src目录下右键在终端中打开，输入

$ catkin_init_workspace

。此时，src文件夹中出现CMakeLists.txt文件
CMake 是一个跨平台的自动化建构系统,它使用一个名为 CMakeLists.txt 的文件来描述构建过程,可以产生标准的构建文件,如 Unix 的 Makefile 或Windows Visual C++ 的 projects/workspaces 。文件 CMakeLists.txt 需要手工编写,也可以通过编写脚本进行半自动的生成。CMake 提供了比 autoconfig 更简洁的语法。
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b.编译工作空间

在catkin_ws文件夹下打开终端，输入catkin_make。在catkin_ws文件夹里生成build和devel两个文件夹。
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c. 配置环境变量

设置环境变量是为了让系统知道功能包的位置在哪，以便能找到。确保安装脚本正确地覆盖了工作空间，ROS_PACKAGE_PATH环境变量包含在目录中。
在catkin_ws路径下终端输入

$ source devel/setup.bash

，使系统知道功能包放置在catkin_ws这个工作空间下。
查看当前环境变量,终端输入

$ echo $ROS_PACKAGE_PATH

d. ROS机器人画圆程序的编写

打开终端，在catkin_ws/src路径下新建my_turtle_package包

$ catkin_create_pkg my_turtle_package rospy roscpp

在my_turtle_package/src 中创建cpp文件

$ gedit draw_circle.cpp

打开draw_circle.cpp，编写画圆代码

#include "ros/ros.h"
#include<geometry_msgs/Twist.h> //运动速度结构体类型  geometry_msgs::Twist的定义文件
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc, argv, "vel_ctrl");  //对该节点进行初始化操作
    ros::NodeHandle n;         //申明一个NodeHandle对象n，并用n生成一个广播对象vel_pub
    ros::Publisher vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);
    //vel_pub会在主题"/cmd_vel"(机器人速度控制主题)里广播geometry_msgs::Twist类型的数据
    ROS_INFO("draw_circle start...");//输出显示信息
    while(ros::ok())
    {
        geometry_msgs::Twist vel_cmd; //声明一个geometry_msgs::Twist 类型的对象vel_cmd，并将速度的值赋值到这个对象里面
 
        vel_cmd.linear.x = 2.0;//前后（+-） m/s
        vel_cmd.linear.y = 0.0;  //左右（+-） m/s
        vel_cmd.linear.z = 0.0;
 
        vel_cmd.angular.x = 0;
        vel_cmd.angular.y = 0;
        vel_cmd.angular.z = 1.8; //机器人的自转速度，+左转，-右转，单位是rad/s
        vel_pub.publish(vel_cmd); //赋值完毕后，发送到主题"/cmd_vel"。机器人的核心节点会从这个主题接受发送过去的速度值，并转发到硬件体上去执行
 
        ros::spinOnce();//调用此函数给其他回调函数得以执行(比例程未使用回调函数)
    }
    return 0;
}

打开CMakeLists.txt

$ gedit CMakeLists.txt

在CMakeLists.txt文件中找到##Declare a C++ executable，在这一行的前面添加如下内容：

add_executable(draw_circle src/draw_circle.cpp)
target_link_libraries(draw_circle ${catkin_LIBRARIES})

保存并退出CMakeLists.txt文件。然后在terminal中继续输入如下命令进行编译：

 $ cd ~/catkin_ws/
 $ catkin_make

编译成功
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e. 启动ROS机器人

打开第一个终端(terminal)，启动ros

$ roscore

打开第二个终端(terminal)，启动rosnode

$ rosrun turtlesim turtlesim_node

打开第三个终端(terminal)，启动my_turtle_package节点

$ cd  ~/catkin_ws/
$ source devel/setup.bash
$ rosrun my_turtle_package draw_circle

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