ros 学习记录（四）仿真环境中键盘控制turtlebot3运动

准备工作

名称	版本
ROS	Noetic
Gazebo	11.11.0
python	3.8.10

turtlebot3的安装与仿真环境搭建请看上一篇帖子。

在此基础上，我们需要2个python脚本：key_publisher.py和keys_to_twist_using_rate.py，第一个用于创建节点用来监听键盘敲击并在/key话题上发布类型为std_msgs/String的信息；第二个用于创建节点并发送类型为Twist的名为/cmd_vel消息。

创建新的文件夹/scripts用来防止python脚本，具体内容如下：

1. 监听键盘敲击：key_publisher.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-

"""监听键盘"""
import sys, select, tty, termios
import rospy
from std_msgs.msg import String

if __name__ == "__main__":
    key_pub = rospy.Publisher("key", String, queue_size=1)
    rospy.init_node("keyboard_driver")
    rate = rospy.Rate(100)
    old_attr = termios.tcgetattr(sys.stdin)
    tty.setcbreak(sys.stdin.fileno())
    print(f"publishing keystrokes. press ctrl-c to exit ...")
    while not rospy.is_shutdown():
        if select.select([sys.stdin], [], [], 0)[0] == [sys.stdin]:
            key_pub.publish(sys.stdin.read(1))
        rate.sleep()
    termios.tcsetattr(sys.stdin, termios.TCSADRAIN, old_attr)    

2. 控制turtlebot3运动：keys_to_twist_using_rate.py

本文采用的是常用的键盘控制方式，即：w：前进，
x：后退，a：左转，d：右转，s：停止。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
"""监视键盘,然后发送/cmd_vel，且发送频率稳定"""
import rospy
from std_msgs.msg import String
from geometry_msgs.msg import Twist

key_mapping = {"w":[0, 1], "x":[0, 1],
               "a":[-1, 0], "d":[1, 0],
               "s":[0, 0]}
g_last_twist = None

def keys_cb(msg, twist_pub):
    global g_last_twist
    if len(msg.data)==0 or msg.data[0] not in key_mapping:
        return
    vels = key_mapping[msg.data[0]]
    g_last_twist.angular.z = vels[0]
    g_last_twist.linear.x = vels[1]
    twist_pub.publish(g_last_twist)
    
if __name__ == "__main__":
    rospy.init_node("key_to_twist")
    twist_pub = rospy.Publisher("cmd_vel", Twist, queue_size=1)
    rospy.Subscriber("key", String, keys_cb, twist_pub)
    rate = rospy.Rate(10)
    g_last_twist = Twist()  # initializes to zero
    while not rospy.is_shutdown():
        twist_pub.publish(g_last_twist)
        rate.sleep()

3. 测试

打开4个terminal分别运行以下的命令

roscore

roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch 

python scripts/keys_to_twist_using_rate.py

python scripts/key_publisher.py

在这个terminal内敲击键盘可以控制turtlebot3在gazebo中运动，如下图所示：

4. 数据监视

此外，我们可以来监视turtlebot3运动时产生的数据：

rostopic echo cmd_vel

rqt_plot cmd_vel/linear/x cmd_vel/angular/z