ROS系统安装以及小海龟仿真

一.任务目标

1.在Ubuntu16/18/20系统中，安装对应版本的ROS1.0软件. 注意记录和分析所遇到的各式问题和解决措施。
2.熟悉ROS基本命令，并运行小海龟demo例子，通过键盘控制小海龟运动。同时用话题查看器查看两个node之间的消息传递；
3.用C++或python写一个程序，控制小海龟走一个标准的圆形；成功后，再采用两台电脑，重新进行远程小海龟实验。

二.实现过程

1.安装ros

（1）设置中科大源

输入指令：

sudo sh -c '. /etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ros/ubuntu/ `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

（2）设置公钥

输入指令：

sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

（3）安装ros

输入指令：

sudo apt install ros-melodic-desktop-full

这里已经安装过一次，所以显示内容不同

（4）设置环境变量

输入指令：

echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

（5）安装其他功能组件

输入指令：

sudo apt install python-rosdep python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential

（6）ros初始化

输入指令：

sudo rosdep init

在这一步时我遇到了如下错误：

ERROR: cannot download default sources list from:
https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/rosdep/sources.list.d/20-default.list
Website may be down.

出现原因：初始化的这一步将会从外国的网站raw.githubusercontent.com拉取一些信息和文件。这个网站现在被墙了，导致这一步出错。
具体解决方法可参考博客Ubuntu18.04安装Ros(最新最详细亲测)，博主写的很详细，就不过多赘叙了。

2.小海龟仿真

（1）启动小海龟程序

先后开启三个命令行窗口按顺序输入如下指令：

roscore

rosrun turtlesim turtlesim_node

此时出现小乌龟程序

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

此时可在输入命令的终端内操控小海龟

查看话题

rostopic list

查看具体内容时只需打印info

（2）小海龟画圆

创建工作空间：

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
catkin_init_workspace
cd ~/catkin_ws
catkin_make

设置环境变量：

source devel/setup.bash
echo $ROS_PACKAGE_PATH

创建package：

cd ./src
catkin_create_pkg my_turtle_package std_msgs rospy roscpp

进入my_turtle_package的src文件创建画圆程序

cd my_turtle_package
ls
touch yuan.cpp

编写yuan.cpp：

#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;
}

修改CMakeLists.txt文件内容，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(yuan src/yuan.cpp)
target_link_libraries(yuan ${catkin_LIBRARIES})

编译程序：

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

运行程序：
新建终端启动ros

roscore

再新建终端启动小海龟：

rosrun turtlesim turtlesim_node

再新建终端：

cd  ~/catkin_ws/
source devel/setup.bash
rosrun my_turtle_package yuan

最终效果：

三.总结

ROS系统安装较为简便。小海龟仿真任务直观展示了ROS的一些概念，如节点、话题和服务等。通过此任务，初学者能快速体验ROS的实时性和通信机制，为后续复杂机器人开发打下基础。

四.参考文献

Ubuntu18.04安装Ros(最新最详细亲测)
Ubuntu系统安装ROS，实现小海龟画圆