ROS 第一节 运行小乌龟

一、启动ros

roscore

二、启动小乌龟

单独打开一个终端,可以用命令ctrl+shift+t在同一个窗口中打开新的终端。输入命令:

rosrun turtlesim turtlesim_node

会出现一个小乌龟窗口:
在这里插入图片描述

rosrun命令的格式为:rosrun [包名] [节点名]。turtlesim是功能包,turtlesim_node是功能包中的一个节点。

三、键盘控制

而这个时候打开新的终端运行另一个节点

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

通过键盘的四个箭头控制乌龟的运动。
注意,光标必须放在此终端上乌龟才能动.
在这里插入图片描述

四、指令控制

1/秒往前走
rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 1, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0}}'
原地打转
rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 6.28}}'
1/秒往后走
rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: -1, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0}}'

在这里插入图片描述

<think>好的,用户想了解如何使用ROS小乌龟仿真器和Python来画圆。首先,我需要回顾一下ROS中的turtlesim包的基本知识。记得turtlesim是一个用于教学的基础仿真器,用户可以通过发布速度指令来控制乌龟移动。 接下来,用户需要用Python编写节点,所以应该使用rospy这个ROS的Python客户端库。首先,需要初始化节点,然后创建Publisher来发布速度消息到/turtle1/cmd_vel这个话题。消息类型应该是geometry_msgs/Twist,其中包含线速度和角速度。 画圆的关键在于让乌龟以固定的线速度前进,同时保持一定的角速度,这样就会做圆周运动。根据圆周运动的公式,线速度v和角速度ω的关系是v = ω * r,其中r是圆的半径。用户可能需要调整这两个参数来控制圆的大小和转速。 接下来要考虑的是循环发布消息的频率。通常使用rospy.Rate来控制循环的频率,比如10Hz。每次循环中,发布一个包含线速度和角速度的Twist消息。线速度主要在x方向(前进方向),角速度在z方向(旋转轴)。 然后,需要考虑如何让乌龟持续画圆直到节点被关闭。这可以通过在一个while循环中持续发布消息来实现,使用rospy.is_shutdown()来检测是否收到终止信号。 可能还需要注意坐标系的设定,确保线速度和角速度的方向正确。例如,线速度的x方向是乌龟的前进方向,而角速度的z方向控制左转或右转。 用户可能需要安装ROS和配置好环境,包括source相应的setup.bash文件。运行时要先启动roscore,然后启动turtlesim节点,再执行Python脚本。 另外,可能需要处理参数调整的问题,比如如果圆不够圆,可能需要调整线速度和角速度的比例。或者如果乌龟停止过早,需要检查循环是否被正确保持。 最后,测试代码时要注意观察乌龟的运动轨迹,可能需要多次调整参数才能得到理想的圆形。同时,确保代码中没有语法错误,比如正确的缩进和括号匹配,因为Python对缩进敏感。</think>以下是使用ROS小乌龟仿真器(turtlesim)通过Python画圆的逐步说明: --- ### 1. 环境准备 - 确保已安装 **ROS** (推荐Noetic或Melodic版本) - 启动ROS核心服务: ```bash roscore ``` - 新终端中启动小乌龟仿真器: ```bash rosrun turtlesim turtlesim_node ``` --- ### 2. Python代码实现 创建文件 `draw_circle.py`,输入以下代码: ```python #!/usr/bin/env python3 import rospy from geometry_msgs.msg import Twist def draw_circle(): # 初始化节点 rospy.init_node('turtle_circle', anonymous=True) # 创建Publisher,发布速度指令到/turtle1/cmd_vel pub = rospy.Publisher('/turtle1/cmd_vel', Twist, queue_size=10) rate = rospy.Rate(10) # 控制循环频率(10Hz) # 设置线速度和角速度 vel_msg = Twist() vel_msg.linear.x = 1.0 # 前进速度 vel_msg.angular.z = 1.0 # 旋转角速度 while not rospy.is_shutdown(): pub.publish(vel_msg) # 持续发布指令 rate.sleep() if __name__ == '__main__': try: draw_circle() except rospy.ROSInterruptException: pass ``` --- ### 3. 代码解析 1. **节点初始化** `rospy.init_node('turtle_circle')` 创建名为 `turtle_circle` 的ROS节点。 2. **消息类型** `geometry_msgs/Twist` 消息包含: - `linear.x`:前进速度(控制圆半径) - `angular.z`:旋转角速度(控制转弯速率) 3. **圆周运动公式** 当线速度 $v$ 和角速度 $\omega$ 满足 $v = \omega r$ 时,乌龟轨迹为半径 $r$ 的圆。 本例中 $v=1.0$, $\omega=1.0$,则半径 $r = 1.0$。 --- ### 4. 运行代码 - 赋予执行权限: ```bash chmod +x draw_circle.py ``` - 运行脚本: ```bash rosrun your_package_name draw_circle.py # 替换为实际包名 ``` --- ### 5. 效果验证 - 小乌龟会开始沿顺时针方向画圆 - **调整参数**: - 增大 `linear.x` 或减小 `angular.z` → 圆半径增大 - 减小 `linear.x` 或增大 `angular.z` → 圆半径减小 --- ### 6. 停止程序 按 `Ctrl+C` 终止Python脚本,乌龟停止运动。
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