ROS 机器人运动控制（C++实现）
实现思路
- 构建一个新的软件包，报名叫做vel_pkg
- 在软件包中新建一个节点，节点名叫做vel_node
- 在节点中，向ROS大管家NodeHandle申请发布话题/cmd_vel，并拿到发布对象vel_pub
- 构建一个gemoetry_msgs/Twist类型的软件包vel_msg,用来承载要发送的速度值
- 开启一个while循环，不停的使用vel_pub对象发送速度消息包vel_msg
示例代码
在ROS中用C++实现一个机器人控制程序，你需要编写一个节点，它订阅传感器数据等输入，发布速度命令到/cmd_vel话题。以下是一个简单的示例，展示了如何实现这样的节点：
首先，确保你有一个配置好的ROS环境，并且已经创建了一个名为robot_controller的ROS包。
- 创建速度控制节点：
首先，创建一个C++文件，比如robot_velocity_controller.cpp，并将其保存在你的ROS包的src文件夹中。
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>int main(int argc, char **argv) {// 初始化ROS节点ros::init(argc, argv, "robot_velocity_controller");// 创建节点句柄ros::NodeHandle nh;// 创建一个Publisher对象，用于发布消息到/cmd_vel话题ros::Publisher velocity_publisher = nh.advertise<geometry_msgs/Twist>("/cmd_vel", 10);// 设置循环频率ros::Rate loop_rate(10);while (ros::ok()) {// 创建一个Twist消息对象geometry_msgs::Twist vel_msg;// 设置线速度和角速度vel_msg.linear.x = 1.0; // 前进速度1m/svel_msg.angular.z = 0.5; // 旋转速度0.5rad/s// 发布消息velocity_publisher.publish(vel_msg);// 在日志中显示消息ROS_INFO_STREAM("Sending velocity command:"<< " linear=" << vel_msg.linear.x<< " angular=" << vel_msg.angular.z);// 按照循环频率延时loop_rate.sleep();}return 0;
}
- 在CMakeLists.txt中添加编译指令：
确保你的CMakeLists.txt文件更新了，以编译新创建的C++文件。
add_executable(robot_velocity_controller src/robot_velocity_controller.cpp)
target_link_libraries(robot_velocity_controller ${catkin_LIBRARIES})
- 构建你的ROS包：
在你的ROS工作空间中（通常是~/catkin_ws），运行以下命令来构建你的包和新的节点。
cd ~/catkin_ws
catkin_make
- 运行你的节点：
首先，确保你的ROS环境是运行中的。
roscore
在新的终端中，使用以下命令运行你的节点：
rosrun robot_controller robot_velocity_controller
以上代码将创建并运行一个简单的ROS节点，该节点以固定的线速度和角速度发布geometry_msgs/Twist消息到/cmd_vel话题。这个节点可以作为控制机器人移动的基础，可以根据实际需求添加更多的逻辑，比如响应传感器数据或用户输入。
gemoetry_msgs Twist
geometry_msgs/Twist是ROS中geometry_msgs包中的一个消息类型，用于表示线速度和角速度。这种消息类型常用于控制机器人或其他移动实体的运动。在C++中使用geometry_msgs/Twist时，你通常会创建一个Twist消息，设置其线速度和角速度字段，然后将其发布到一个话题，例如/cmd_vel，来控制机器人。
Twist消息的结构
geometry_msgs/Twist消息由两个主要部分组成：
-
linear：表示线速度，是一个geometry_msgs/Vector3类型的消息，包含x, y, z三个方向的速度分量。例如，对于地面机器人，你通常只会设置x分量（前进/后退）。 -
angular：表示角速度，也是一个geometry_msgs/Vector3类型的消息，包含围绕x, y, z轴的旋转速度。对于地面机器人，通常只设置z分量（左/右旋转）。
示例：在C++中发布Twist消息
下面是一个C++程序的示例，它创建了一个ROS节点，该节点发布geometry_msgs/Twist消息以控制机器人的运动。
首先，确保你有一个配置好的ROS环境，并且已经创建了一个名为robot_controller的ROS包。
- 创建C++文件
在你的ROS包的src目录下创建一个新的C++文件，比如叫做robot_velocity_publisher.cpp。
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>int main(int argc, char **argv) {ros::init(argc, argv, "robot_velocity_publisher");ros::NodeHandle n;ros::Publisher pub = n.advertise<geometry_msgs/Twist>("/cmd_vel", 1000);ros::Rate loop_rate(10);while (ros::ok()) {geometry_msgs::Twist msg;// 设置线速度和角速度msg.linear.x = 1.0; // 前进速度为1 m/smsg.angular.z = 0.5; // 以0.5 rad/s的速度旋转pub.publish(msg);ros::spinOnce();loop_rate.sleep();}return 0;
}
- 更新CMakeLists.txt
确保你的CMakeLists.txt文件已经更新，以编译新创建的C++文件。
add_executable(robot_velocity_publisher src/robot_velocity_publisher.cpp)
target_link_libraries(robot_velocity_publisher ${catkin_LIBRARIES})
- 构建和运行
在ROS工作空间中构建包，并运行节点：
cd ~/catkin_ws
catkin_make
rosrun robot_controller robot_velocity_publisher
此程序会创建一个名为robot_velocity_publisher的节点，它周期性地发布geometry_msgs/Twist消息到/cmd_vel话题。这个消息包含了机器人的线速度和角速度，可以用来控制机器人的移动和旋转。
