目录
一、ROS安装
1、安装虚拟机
2、安装Ubuntu
3、安装ROS
二、话题通信
概念：
1、理论模型：
2、基本操作（python）
流程：
3、实操
话题发布
话题订阅
参考感谢：
一、ROS安装 1、安装虚拟机
VMare的下载与安装
2、安装Ubuntu
Ubuntu20.04安装教程
3、安装ROS
Ubuntu与ROS对应版本UbuntuROS16.04Kinetic18.04Melodic20.04Noetic
配置Ubuntu的软件和更新
打开“软件和更新”对话框后，按下图配置
设置安装源
快捷键Ctrl + Alt + T打开一个终端
来自国内清华的安装源：
sudo sh -c '、/etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ros/ubuntu/ `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
回车后需要输入管理员密码（注：此时输入密码时不会显示密码长度）
设置Key
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
更新apt
apt是用于从互联网仓库搜索、安装、升级、卸载软件或操作系统的工具。
sudo apt update
安装ROS
这里安装的是完整桌面版（Desktop-Full，官网推荐）：除了桌面版的全部组件外，还包括2D/3D模拟器（simulator）和2D/3D 感知包（perception package）。
sudo apt install ros-noetic-desktop-full
这里需要长时间等待，由于网络原因，导致连接超时，可能会安装失败，可以多次重复调用 更新和 安装 命令
配置环境变量
echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrcsource ~/.bashrc
安装构建依赖
sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential
初始化rosdep
sudo rosdep initrosdep update
二、话题通信 概念：
以发布订阅的方式实现不同节点之间数据交互的通信模式，适用于不断更新的数据传输相关的应用场景
1、理论模型：
ROS Master（管理者）Talker（发布者）Listener（订阅者）
管理者负责保管发布者和订阅者注册的信息，并匹配话题相同的发布者和订阅者，帮助其建立连接，连接建立后，订阅者可以接收到发布者发布的消息。
2、基本操作（python）
需求：编写发布订阅实现，要求发布方以10HZ的频率发布文本消息，订阅方订阅消息并将消息内容打印输出。
流程：
创建工作空间并初始化
CTRL+Alt+T打开命令行
输入mkdir -p 工作空间名/src
mkdir -p practice/src
进入工作空间
cd practice/
catkin_make
此命令后会生成与src同级的devel和build文件夹
|--- build:编译空间，用于存放CMake和catkin的缓存信息、配置信息和其他中间文件。|--- devel:开发空间，用于存放编译后生成的目标文件，包括头文件、动态&静态链接库、可执行文件等。|--- src: 源码
在vs code 中打开该文件夹
创建功能包
右击src，新建功能包（Create Catkin Package），输入功能包名字（此处是pub_sub）
导入依赖
roscpp rospy std_msgs
编写发布方实现
右击第一级src，创建文件夹srcipts，然后右击srcipts创建文件，取名后缀加上.py。
开始编写：
#! /usr/bin/env pythonimport rospyfrom std_msgs.msg import String #发布消息的类型"""使用Python实现消息发布：1.导包2.初始化ros节点3.创建发布者对象4.编写发布逻辑并发布数据"""if __name__=="__main__": #2.初始化ros节点 rospy.init_node("sg") #传入节点名称 #3.创建发布者对象 pub = rospy.Publisher("shuai",String,queue_size=10) #4.编写发布逻辑并发布数据 #创建数据 msg = String() msg_front = "hello" count = 0 #计数器 # 设置循环频率 rate = rospy.Rate(1) while not rospy.is_shutdown(): #拼接字符串 msg.data = msg_front + str(count) pub.publish(msg) rate.sleep() rospy.loginfo("发布的数据:%s",msg.data) count += 1
编写订阅方实现
import rospyfrom std_msgs.msg import Stringdef doMsg(msg): rospy.loginfo("I heard:%s",msg.data)if __name__ == "__main__": #2.初始化 ROS 节点:命名(唯一) rospy.init_node("mn") #3.实例化 订阅者 对象 sub = rospy.Subscriber("shuai",String,doMsg,queue_size=10) #4.处理订阅的消息(回调函数) #5.设置循环调用回调函数 rospy.spin()
为python文件添加可执行权限
右击scripts，点“在集成终端打开”
chmod +x *.py
ll查看是否成功添加可执行权限
编辑配置文件
CTRL+/ 放开这段注释，并将my_python_script改为python文件名（此处为pub_p.py）
编译并执行
快捷键CTRL+shift+B，输入catkin_make:build进行编译
ctrl+Alt+T打开终端，输入roscore启动ros核心，另两个终端输入rosrun +包名 +python文件名
3、实操 话题发布
需求：编码实现乌龟运动控制，让小乌龟做圆周运动
分析：自定义控制节点，按照一定的逻辑发布消息
流程：
先启动键盘控制乌龟运动
命令行1：roscore命令行2：rosrun turtlesim turtlesim_node命令行3：rosrun turtlesim turtle_teleop_key（在3中可通过上下左右键控制乌龟运动）
获取话题
通过计算图查看话题为/turtle1/cmd_vel
rqt_graph
获取消息类型为geometry_msgs/Twist
rostopic type /turtle1/cmd_vel
然后获取消息格式
rosmsg info geometry_msgs/Twist
linear为线速度，对于乌龟来说只用改x；angular为角速度，对于乌龟来说只用改z。
创建功能包
右击src，新建功能包（Create Catkin Package），输入功能包名字（此处是plumbing_test）
添加依赖：roscpp rospy std_msgs geometry_msgs
编写发布方
在plumbing_test下的scripts创建python文件，开始编写
#! /usr/bin/env pythonfrom mimetypes import initimport rospyfrom geometry_msgs.msg import Twist""" 发布方:发布速度消息 话题:/turtle1/cmd_vel 消息:geometry_msgs/Twist 1.导包 2.初始化ros节点 3.创建发布者对象 4.组织数据并发布数据"""if __name__ =="__main__": #2.初始化ros节点 rospy.init_node("my_control_p") #3.创建发布者对象 pub = rospy.Publisher("/turtle1/cmd_vel",Twist,queue_size=10) #4.组织数据并发布数据 #设置发布频率 rate = rospy.Rate(10) #创建速度消息 twist = Twist() twist.linear.x = 0.5 twist.linear.y = 0.0 twist.linear.z = 0.0 twist.angular.x=0.0 twist.angular.y=0.0 twist.angular.z=0.5 #循环发布 while not rospy.is_shutdown(): pub.publish(twist) rate.sleep()
为python文件添加可执行权限
右击scripts，点“在集成终端打开”
chmod +x *.py
编辑配置文件
CTRL+/ 放开这段注释，并将my_python_script改为python文件名（此处为test01_pub_twist_p.py）
注：后面订阅方编辑也是此处
编译并执行
快捷键CTRL+shift+B，输入catkin_make:build进行编译
打开终端
命令行1：roscore命令行2：rosrun turtlesim turtlesim_node命令行3：cd 自定义包名 source ./devel/setup.bash 刷新环境变量 rosrun 工作空间名 python文件名
话题订阅
需求：控制乌龟运动，并实时打印当前乌龟的位姿
分析：控制乌龟运动，并通过ros命令来获取乌龟位姿发布的话题以及消息，编写订阅节点，订阅并打印乌龟位姿
流程：
获取话题
rostopic list
获取消息类型
rostopic type /turtle1/pose
获取消息格式
rosmsg info turtlesim/Pose
编写发布方
在plumbing_test下的scripts创建python文件，开始编写
#! /usr/bin/env pythonimport rospyfrom turtlesim.msg import Pose"""需求:订阅并输出乌龟位姿信息1.导包2.初始化ros节点3.创建订阅对象4.使用回调函数处理订阅到的消息5.spin()"""def doPose(pose): rospy.loginfo("P->乌龟位姿信息:坐标(%.2f,%.2f),朝向:%.2f,线速度:%.2f,角速度:%.2f", pose.x,pose.y,pose.theta,pose.linear_velocity,pose.angular_velocity)if __name__=="__main__": # 2.初始化ros节点 rospy.init_node("sub_pose_p") # 3.创建订阅对象 sub=rospy.Subscriber("/turtle1/pose",Pose,doPose,queue_size=100) # 4.使用回调函数处理订阅到的消息 # 5.spin() rospy.spin()
为python文件添加可执行权限
右击scripts，点“在集成终端打开”
chmod +x *.py
编辑配置文件
同上发布方
编译并执行
快捷键CTRL+shift+B，输入catkin_make:build进行编译
打开终端
命令行1：roscore命令行2：rosrun turtlesim turtlesim_node命令行3：rosrun turtlesim turtle_teleop_key命令行4：cd 自定义包名 source ./devel/setup.bash 刷新环境变量 rosrun 工作空间名 python文件名
参考感谢：
赵虚左老师的课《ROS理论与实践》
官网镇楼：http://wiki.ros.org/cn
注：后面还会持续更新