02---控制移动底座5

02---控制移动底座5

在大多数时间都是依靠ROS节点来发布恰当的Twist消息。举个简单的例子，假设我们想编程使机器人向前移动1m，旋转180度，然后返回开始的位置。我们会尝试用不同的方法来完成这个任务，这些方法很好地表现了ROS不同层次的运动控制。

1、通过定时和定速估计距离和角度

我们第一个尝试是用定时的Twist命令去让机器人花一定时间向前移动一定的距离，旋转180度后，然后以相同的速度进行相同时长的向前移动，不出意外的话它会回到开始的位置。最后我们会让机器人旋转180度回到最初的方向。

这段脚本可以在子目录rbx1_nav/nodes下的timed_out_and_back.py中找到。

2、在ArbotiX模拟器上进行计时前进并返回运动

为了保证模拟的TurtleBot回到开始的位置，按下“Ctrl-C”让模拟的TurtleBot中正在运行的启动文件停止运行，然后用以下命令让它重新运行：

roslaunch rbx1_bringup fake_turtlebot.launch

如果你愿意的话，可以用对应Pi Robot或者你自己的机器人的文件替换掉fake_turtlebot.launch，这不会使结果有差别。

如果RViz并不是正在运行，那么就让它开始运行：

rosrun rviz rviz -d `rospack find

或者按下Reset按钮删除掉在上一部分留下的Odometry箭头。

最后运行timed_out_and_back.py节点：

rosrun rbx1_nav timed_out_and_back.py

3、计时前进并返回运动的脚本

以下是计时前进并返回节点的完整脚本。

#!/usr/bin/env pythonimport rospyfrom geometry_msgs.msg import Twistfrom math import piclass OutAndBack(): def __init__(self): # Give the node a name rospy.init_node('out_and_back', anonymous=False) # Set rospy to execute a shutdown function when exiting rospy.on_shutdown(self.shutdown) # Publisher to control the robot's speed self.cmd_vel = rospy.Publisher('/cmd_vel', Twist, queue_size=1) # How fast will we update the robot's movement? rate = 50 # Set the equivalent ROS rate variable r = rospy.Rate(rate) # Set the forward linear speed to 0.2 meters per second linear_speed = 0.2 # Set the travel distance to 1.0 meters goal_distance = 1.0 # How long should it take us to get there? linear_duration = goal_distance / linear_speed # Set the rotation speed to 1.0 radians per second angular_speed = 1.0 # Set the rotation angle to Pi radians (180 degrees) goal_angle = pi # How long should it take to rotate? angular_duration = goal_angle / angular_speed # Loop through the two legs of the trip for i in range(2): # Initialize the movement command move_cmd = Twist() # Set the forward speed move_cmd.linear.x = linear_speed # Move forward for a time to go the desired distance ticks = int(linear_duration * rate) for t in range(ticks): self.cmd_vel.publish(move_cmd) r.sleep() # Stop the robot before the rotation move_cmd = Twist() self.cmd_vel.publish(move_cmd) rospy.sleep(1) # Now rotate left roughly 180 degrees # Set the angular speed move_cmd.angular.z = angular_speed # Rotate for a time to go 180 degrees ticks = int(goal_angle * rate) for t in range(ticks): self.cmd_vel.publish(move_cmd) r.sleep() # Stop the robot before the next leg move_cmd = Twist() self.cmd_vel.publish(move_cmd) rospy.sleep(1) # Stop the robot self.cmd_vel.publish(Twist()) def shutdown(self): # Always stop the robot when shutting down the node. rospy.loginfo("Stopping the robot...") self.cmd_vel.publish(Twist()) rospy.sleep(1) if __name__ == '__main__': try: OutAndBack() except: rospy.loginfo("Out-and-Back node terminated.")

View Code

#!/usr/bin/env python

import rospy

如果阅读了ROS Beginner Tutorials in Python，你会知道所有ROS节点都是以这两句开头。第一行确保了这个脚本会被看作Python程序脚本，而第二行引用ROS的核心Python库。

from geometry_msgs.msg import Twist

from math import pi

这里我们引用了其他一些我们在脚本中需要用到的组件，在当前的例子中，我们需要用到ROS的geometry_msgs包中的Twist消息类型，和Python的math模块中的常数pi。请注意一个常见的引用错误，即忘记在你的包中的package.xml文件中写上必要的ROS。在当前的例子中，我们的package.xml文件必须要有这行才能正确从geometry_msgs.msg中引用Twist：

geometry_msgs

class OutAndBack():

def __init__(self):

这里ROS节点主要部分的开头把它自己定义成了一个Python类，并加上一行标准的类初始化。

#Give the node a name

rospy.init_node('out_and_back',anonymous=False)

#set rospy to execute a shutdown function when exiting

rospy.on_shutdown(self.shutdown)

每个ROS节点都被要求调用rospy.init_node()，我们也可以设置一个回调函数on_shutdown(),这样我们就可以在脚本结束的时候，比如用户按下ctrl-C的时候，进行必要的清理操作。对于一个移动机器人，最重要的清理操作就是让机器人停下来。我们可以在后面的脚本中看如何做到这点。

#Publisher to control the robot's speedself.cmd_vel = rospy.Publisher('/cmd_vel',Twist)#How fast will we update the robot's movement?rate=50#set the equivalent ROS rate variable

这里定义了我们用来发布Twist命令给/cmd_vel话题的ROS发布者。还设定了以每秒50次的频率来更新机器人的运动

#Set the forward linear speed to 0.2 meters per secondlinear_speed=0.2#Set the travel distance to 1.0 metersgoal_distance=1.0#How long should it take us to get there?

以相对安全的0.2米/秒的速度初始化前进速度，并把目标距离设定为1.0米，接着计算运动需要多长时间。

# Set the rotation speed to 1.0 radians per secondangular_speed=1.0#Ser the rotation angle to Pi radians(180 degrees)goal_angle=pi#How long should it take to rotate?

设定旋转速度为1.0弧度/秒，目标角度为180度或Pi弧度。

#Loop through the two legs of the tripfor i in range(2): #Initialize the movement command move_cmd=Twist() #Set the forward speed move_cmd.linear.x=linear_speed #Move forward for a time to go the desired distance ticks=int(linear_duration *rate) for t in range(ticks) self.cmd_vel.publish(move_cmd) r.sleep()

正是这里的循环使机器人运动起来，每循环一次就运动一段。因为一些机器人要求不断发布Twist消息来使它持续运动，所以为了让机器人以linear_speed米/秒的速度向前移动linear_distance米，我们需要在恰当的时长内每1/rate秒发布一次move_cmd消息。语句r.sleep()是rospy.sleep(1/rate)的简写。因为我们把变量赋值为r=rospy.Rate(rate)。

#Now rotate left roughly 180 degrees#Set the angular speedmove_cmd.angular.z=angular_speed#Rotate for a time to go 180 degreesticks=int(goal_angle *rate)for t in range(ticks) self.cmd_vel.publish(move_cmd) r.sleep()

在循环的第二部分，我们让机器人在恰当时间段内以angular_speed弧度/秒的速度旋转，最终一共旋转180度。

#Stop the robot

当机器人完成整个计时前进并返回的过程后，我们发布一条空的Twist消息（所有项都设为0）让它停止运动

def shutdown(self) #always stop the robot when shutting down the node rospy.loginfo("Stopping the robot...") self.cmd_vel.publish(Twist()) rospy.sleep(1)

这个是我们的停机回调函数，如果脚本因为任何原因停止运行，我们就会通过发布一条空的Twist消息去停止机器人

if __name__ == '__main__' try OutAndBack() except rospy.ROSInterruptException: rospy.loginfo("Out-and-Back node terminated.")

最后这段是运行一段Python脚本的标准程序块。我们实例化OutAndBack类来使脚本（和机器人）运行。

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