【古月21讲】ROS入门系列（1）——ROS命令工具的使用及创建工作空间和功能包

1、运行海龟仿真器证明ROS安装成功

2、ROS命令行工具的使用

3、创建工作空间和功能包

1、运行海龟仿真器证明ROS安装成功

2、ROS命令行工具的使用

3、创建工作空间和功能包

1、运行海龟仿真器证明ROS安装成功

运行海龟仿真器共分为三步，如下：

启动ROS Master

roscore

启动小海龟仿真器

rosrun turtlesim turtlesim_node

启动海龟控制节点

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

注：这三行代码需要在三个终端中分别输入，若ROS安装成功，则可以通过键盘的方向键控制小海龟的运动。另外需要注意的是，在控制海龟运动时要保证自己在启动海龟控制节点（即第三步）这个终端，否则是无法控制的（自己吃过这个亏）。现把控制海龟运动的结果展示，如下图所示：

2、ROS命令行工具的使用

看到这里，那么你的ROS肯定是安装成功了。我们可以通过键盘控制小海龟上下左右的移动了！！！感觉有点神奇，但是不是也存在一些疑惑呢，这几行命令怎么就能控制海龟了呢，ROS系统到底是怎么实现这一个效果的呢？下面就利用一些ROS的命令解释海龟仿真器的具体实现。

首先还是先来介绍一些ROS中相关的一些概念：

[x] 节点（Node）——执行单元

执行具体任务的进程、独立运行的可执行文件

不同节点可使用不同的编程语言、可分布式运行在不同的主机上

节点在系统中的名称必须是唯一的

[x] 节点管理器（ROS Master）——控制中心

为节点提供命名和注册服务

跟踪和记录话题/服务通信，辅助节点互相查找、建立连接

提供参数服务器，节点使用此服务器存储和检索运行时的参数

[x] 话题（Topic）——异步通信机制

节点间用来传输数据的重要总线

使用发布/订阅模型，数据由发布者传输到订阅者，同一个话题的订阅者或发布者可以不唯一

[x] 消息（Message）——话题数据

具有一定的类型和数据结构，包括ROS提供的标准类型和用户自定义类型

使用编程语言无关的.msg文件定义，编译过程生成对应的代码文件

[x] 服务（Service）——同步通信机制

使用客户端/服务器（C/S）模型，客户端发送请求数据，服务器完成处理后返回应答数据

使用编程语言无关的.srv文件定义请求和应答数据结构，编译过程中生成对应的代码文件

第一次看这些概念肯定不能完全看懂，后面通过一步步的实践慢慢理解！！！下面正式通过一些命令来解释海龟仿真器的实现过程。

rqt_graph

可以看出现在系统中有两个运行的节点（/teleop_turtle【键盘控制节点】和/turtlesim【仿真器节点】）和一个话题（/turtle1/cmd_vel）。

rosnode list 查看节点列表

这行代码可以查看系统中的节点，运行上述代码结果如下：

可以看出，运行上述代码后会显示两个和运行rqt_graph一样的节点，但是还多出一个节点，这个节点是默认启动roscore就会存在的，这里可以不予理会。

rostopic list 查看话题列表

这行代码可以查看系统中的话题，运行上述代码结果如下：

可以看出系统订阅了上图中话题，其中/turtle1/cmd_vel话题就是控制小海龟运动的。之前我们是通过键盘控制海龟运动，现在可以通过发布话题实现小海龟的运动，命令如下：

rostopic pub -r 10 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear: x: 1.0 y: 0.0 z: 0.0 angular: x: 0.0 y: 0.0 z: 1.0"

上述命令中-r 10表示以每秒10次的频率发布话题，（若无-r 10，则小海龟运动一段距离后就会停下）geometry_msgs/Twist表示消息结构，其后面的内容是具体数据（包括角速度、线速度）。运行上述代码的结果如下：小海龟做圆周运动。

rosservice list 查看服务列表

rosservice call /spawn "x: 3.0 y: 3.0 theta: 0.0 name: 'turtle2'"

上述代码发布服务请求，生成一个坐标在（3，3）位置的海龟turtle2，运行结果如下：

产生turtle2后，我们可以再次使用rostopic list 来查看话题列表，会发现话题变多了，同样我们也可以发布话题来控制海龟2的运动。

rosmsg show +消息类型 显示消息结构

3、创建工作空间和功能包

工作空间是一个存放工程开发相关文件的文件夹，其下有四个文件夹，如下：

src： 代码空间（Source Space）

build： 编译空间（Build Space）

devel： 开发空间（Development Space）

install：安装空间（Install Space）

创建工作空间步骤

创建工作空间

mkdir ~/catkin_ws cd catkin_ws mkdir src cd src catkin_init_workspace

编译工作空间

cd ~/catkin_ws catkin_make catkin_make install

设置环境变量

source devel/setup.bash

**注：**若不想每次都设置环境变量，可将下面代码复制到.bashrc文件中，该文件为主目录下的隐藏文件（显示隐藏文件：ctrl+H）

source /home/wsj/catkin_ws/devel/setup.bash

检查环境变量

echo $ROS_PACKAGE_PATH

创建功能包步骤：

创建功能包

cd ~/catkin_ws/src catkin_create_pkg test_pkg std_msgs rospy roscpp //test_pkg为功能包名，std_msgs rospy roscpp为三个依赖

编译功能包

cd ~/catkin_ws catkin_make source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

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下一篇：ROS入门系列（2）——发布者Publisher、订阅者Subscriber的编程实现+自定义话题消息编程实现

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