网站开发要用到什么,绚丽的网站,专业一元夺宝网站建设,网站建设带支付源码ROS2接口与自定义 引言1 ROS2自带接口1.1 ROS2通用标准消息包1.2 ROS2传感器消息包1.3 ROS2几何相关消息包 2 ROS2接口介绍2.1 常用CLI命令2.2 原始数据类型与包装类型 3 自定义接口示例3.1 接口定义3.2 自定义接口RCLPY 引言
笔者跟着鱼香ROS的ROS2学习之旅 学习参考#xf… ROS2接口与自定义 引言1 ROS2自带接口1.1 ROS2通用标准消息包1.2 ROS2传感器消息包1.3 ROS2几何相关消息包 2 ROS2接口介绍2.1 常用CLI命令2.2 原始数据类型与包装类型 3 自定义接口示例3.1 接口定义3.2 自定义接口RCLPY 引言
笔者跟着鱼香ROS的ROS2学习之旅 学习参考 【ROS2机器人入门到实战】 笔者的学习目录
MOMO的鱼香ROS2一ROS2入门篇——从Ubuntu操作系统开启MOMO的鱼香ROS2二ROS2入门篇——ROS2初体验MOMO的鱼香ROS2三ROS2入门篇——ROS2第一个节点MOMO的鱼香ROS2四ROS2入门篇——ROS2节点通信之话题与服务
1 ROS2自带接口
接口其实是一种规范
1.1 ROS2通用标准消息包
ros2 interface package std_msgsstd_msgs/msg/String
std_msgs/msg/ByteMultiArray
std_msgs/msg/UInt16
std_msgs/msg/UInt64
std_msgs/msg/UInt8
std_msgs/msg/Int64MultiArray
std_msgs/msg/UInt32MultiArray
std_msgs/msg/UInt16MultiArray
std_msgs/msg/Float32MultiArray
std_msgs/msg/MultiArrayDimension
std_msgs/msg/Float64MultiArray
std_msgs/msg/Int8
std_msgs/msg/Byte
std_msgs/msg/Bool
std_msgs/msg/Int32
std_msgs/msg/Int16
std_msgs/msg/Float64
std_msgs/msg/Header
std_msgs/msg/Char
std_msgs/msg/Int64
std_msgs/msg/MultiArrayLayout
std_msgs/msg/Int16MultiArray
std_msgs/msg/Float32
std_msgs/msg/UInt64MultiArray
std_msgs/msg/UInt8MultiArray
std_msgs/msg/Int8MultiArray
std_msgs/msg/Int32MultiArray
std_msgs/msg/UInt32
std_msgs/msg/ColorRGBA
std_msgs/msg/Empty以下是一些 std_msgs 中的常见消息类型 Header: 包含 ROS 消息的标准头部信息如时间戳和坐标系。
uint32 seq
time stamp
string frame_idString: 代表字符串。
string dataBool: 代表布尔值。
bool dataInt8, Int16, Int32, Int64: 代表有符号整数分别为 8 位、16 位、32 位和 64 位。
int8 data
int16 data
int32 data
int64 dataUInt8, UInt16, UInt32, UInt64: 代表无符号整数分别为 8 位、16 位、32 位和 64 位。
uint8 data
uint16 data
uint32 data
uint64 dataFloat32, Float64: 代表单精度和双精度浮点数。
float32 data
float64 data这些消息类型可以广泛应用于 ROS 中的不同节点用于传递基本的数据信息。例如一个节点可以发布一个包含测量值的 Float32 消息而另一个节点可以订阅这个消息以获取测量值。
1.2 ROS2传感器消息包
ros2 interface package sensor_msgssensor_msgs/msg/PointCloud
sensor_msgs/msg/CompressedImage
sensor_msgs/msg/Image
sensor_msgs/msg/PointField
sensor_msgs/msg/LaserEcho
sensor_msgs/msg/BatteryState
sensor_msgs/msg/MultiDOFJointState
sensor_msgs/msg/NavSatFix
sensor_msgs/msg/Joy
sensor_msgs/msg/MultiEchoLaserScan
sensor_msgs/msg/LaserScan
sensor_msgs/msg/JoyFeedbackArray
sensor_msgs/msg/MagneticField
sensor_msgs/msg/ChannelFloat32
sensor_msgs/msg/RegionOfInterest
sensor_msgs/msg/NavSatStatus
sensor_msgs/msg/Range
sensor_msgs/msg/Illuminance
sensor_msgs/msg/RelativeHumidity
sensor_msgs/msg/Temperature
sensor_msgs/msg/FluidPressure
sensor_msgs/msg/JointState
sensor_msgs/srv/SetCameraInfo
sensor_msgs/msg/Imu
sensor_msgs/msg/CameraInfo
sensor_msgs/msg/JoyFeedback
sensor_msgs/msg/TimeReference
sensor_msgs/msg/PointCloud2以下是 sensor_msgs 中的一些常见消息类型 Image: 用于传递图像数据包括图像的像素数据、编码格式、时间戳等。
Header header
uint32 height
uint32 width
string encoding
uint8 is_bigendian
uint32 step
uint8[] dataCameraInfo: 包含相机的信息如相机矩阵、畸变参数等。
Header header
uint32 height
uint32 width
string distortion_model
float64[] D
float64[] K
float64[] R
float64[] P
uint32[] binning_x
uint32[] binning_y
sensor_msgs/RegionOfInterest roiPointCloud2: 用于传递点云数据包括点的坐标、颜色等信息。
Header header
bool is_dense
string[] fields
uint8 INT8 1
uint8 UINT8 2
uint8 INT16 3
uint8 UINT16 4
uint8 INT32 5
uint8 UINT32 6
uint8 FLOAT32 7
uint8 FLOAT64 8
uint8 point_step
uint8[] data
uint32 row_step
uint32 width
uint32 height
sensor_msgs/PointField[] fields
bool is_bigendian
uint32 point_step
uint32 row_step
uint32 data_length
uint8[] dataLaserScan: 用于传递激光扫描数据。
Header header
float32 angle_min
float32 angle_max
float32 angle_increment
float32 time_increment
float32 scan_time
float32 range_min
float32 range_max
float32[] ranges
float32[] intensitiesIMU惯性测量单元的方向、角速度和线性加速度
Header header
geometry_msgs/Quaternion orientation
float64[9] orientation_covariance
geometry_msgs/Vector3 angular_velocity
float64[9] angular_velocity_covariance
geometry_msgs/Vector3 linear_acceleration
float64[9] linear_acceleration_covarianceheader: 用于包含时间戳等信息的标准 ROS 消息头。 orientation: 包含四元数表示的方向。 orientation_covariance: 一个长度为 9 的数组表示方向协方差矩阵。 angular_velocity: 包含角速度信息的三维向量。 angular_velocity_covariance: 一个长度为 9 的数组表示角速度协方差矩阵。 linear_acceleration: 包含线性加速度信息的三维向量。 linear_acceleration_covariance: 一个长度为 9 的数组表示线性加速度协方差矩阵。 这些消息类型可以用于在 ROS 系统中传递从各种传感器获得的数据。节点可以发布这些消息而其他节点则可以订阅它们以获取传感器数据。
1.3 ROS2几何相关消息包
ros2 interface package geometry_msgsgeometry_msgs/msg/Quaternion
geometry_msgs/msg/WrenchStamped
geometry_msgs/msg/Point32
geometry_msgs/msg/Accel
geometry_msgs/msg/Pose
geometry_msgs/msg/Vector3
geometry_msgs/msg/PoseArray
geometry_msgs/msg/PoseWithCovarianceStamped
geometry_msgs/msg/Polygon
geometry_msgs/msg/AccelWithCovarianceStamped
geometry_msgs/msg/AccelStamped
geometry_msgs/msg/PoseWithCovariance
geometry_msgs/msg/TransformStamped
geometry_msgs/msg/PointStamped
geometry_msgs/msg/PolygonStamped
geometry_msgs/msg/Vector3Stamped
geometry_msgs/msg/Inertia
geometry_msgs/msg/Wrench
geometry_msgs/msg/AccelWithCovariance
geometry_msgs/msg/Pose2D
geometry_msgs/msg/InertiaStamped
geometry_msgs/msg/PoseStamped
geometry_msgs/msg/QuaternionStamped
geometry_msgs/msg/Transform
geometry_msgs/msg/Twist
geometry_msgs/msg/TwistStamped
geometry_msgs/msg/TwistWithCovarianceStamped
geometry_msgs/msg/TwistWithCovariance
geometry_msgs/msg/Point以下是一些常见的 geometry_msgs 中的消息类型 Point: 代表三维空间中的点。
float64 x
float64 y
float64 zQuaternion: 代表四元数通常用于表示旋转。
float64 x
float64 y
float64 z
float64 wPose: 代表包含位置和方向的位姿。
Point position
Quaternion orientationTransform: 代表变换矩阵。
Vector3 translation
Quaternion rotation这些消息类型可以用于 ROS 中的各种应用例如机器人运动、感知、导航等。通过使用这些消息ROS 中的不同节点可以相互通信共享几何信息从而实现协同工作。
2 ROS2接口介绍
2.1 常用CLI命令
查看接口列表
ros2 interface list查看某一个接口详细的内容
ros2 interface show std_msgs/msg/String2.2 原始数据类型与包装类型
基本数据类型每一个都可以在后面加上[]将其变成数组形式从一个变成多个 bool byte char float32, float64 int8, uint8 int16, uint16 int32, uint32 int64, uint64 string 对数据类型进行剥洋葱
ros2 interface show sensor_msgs/msg/Image终端显示如下
# This message contains an uncompressed image
# (0, 0) is at top-left corner of imagestd_msgs/Header header # Header timestamp should be acquisition time of image
uint32 height # image height, that is, number of rows
uint32 width # image width, that is, number of columns
string encoding # Encoding of pixels -- channel meaning, ordering, size
uint8 is_bigendian # is this data bigendian?
uint32 step # Full row length in bytes
uint8[] data # actual matrix data, size is (step * rows)对非基类的数据数据类型std_msgs/Header header进行剥洋葱
ros2 interface show std_msgs/msg/Header终端显示如下
# Two-integer timestamp that is expressed as seconds and nanoseconds.
builtin_interfaces/Time stamp
# Transform frame with which this data is associated.
string frame_id对非基类的数据数据类型builtin_interfaces/Time进行剥洋葱
ros2 interface show builtin_interfaces/msg/Time终端显示如下
int32 sec
uint32 nanosec最后只剩下基类了
3 自定义接口示例
说明这部分笔者主要是将鱼香ROS2的示例成功跑通具体流程如下 示例链接 【ROS2机器人入门到实战】ROS2接口介绍 【ROS2机器人入门到实战】自定义接口RCLPY实战 3.1 接口定义
1.创建接口功能包
ros2 pkg create alian_ros2_interfaces --build-type ament_cmake --dependencies rosidl_default_generators geometry_msgs注意功能包类型必须为ament_cmake 依赖rosidl_default_generators用于生成ROS中的消息、服务和行为的代码。ROS中的消息和服务是通过IDL接口定义语言描述的而rosidl_default_generators 则负责将这些IDL文件转换为各种编程语言的实际代码。 具体来说rosidl_default_generators 支持将ROS接口定义语言ROS IDL文件转换为C、C等语言的源代码。这包括生成用于发布/订阅消息、提供/调用服务以及执行行为所需的代码。 2.编写接口脚本文件 接着创建文件夹msg、srv和文件RobotPose.msg、RobotStatus.msg、MoveRobot.srv如下图。
.
├── CMakeLists.txt
├── msg
│ ├── RobotPose.msg
│ └── RobotStatus.msg
├── package.xml
└── srv└── MoveRobot.srv
2 directories, 5 filesRobotPose.msg
uint32 STATUS_MOVEING 1
uint32 STATUS_STOP 2
uint32 status
geometry_msgs/Pose poseRobotStatus.msg
uint32 STATUS_MOVEING 1
uint32 STATUS_STOP 1
uint32 status
float32 poseMoveRobot.srv
# 前进后退的距离
float32 distance
---
# 当前的位置
float32 pose3.设置配置文件 CMakeLists.txt
find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)
find_package(geometry_msgs REQUIRED)
# 添加下面的内容
rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}msg/RobotPose.msgmsg/RobotStatus.msgsrv/MoveRobot.srvDEPENDENCIES geometry_msgs
)package.xml
buildtool_dependament_cmake/buildtool_dependdependrosidl_default_generators/dependdependgeometry_msgs/dependmember_of_grouprosidl_interface_packages/member_of_group #添加这一行test_dependament_lint_auto/test_dependtest_dependament_lint_common/test_depend4.编译接口功能包
colcon build --packages-select example_ros2_interfaces3.2 自定义接口RCLPY
1.创建功能包和节点
cd colcon_ws/ # 自定义的工作空间
ros2 pkg create example_interfaces_rclpy --build-type ament_python --dependencies rclpy example_ros2_interfaces --destination-directory src --node-name example_interfaces_robot_02
touch src/example_interfaces_rclpy/example_interfaces_rclpy/example_interfaces_control_02.py2. 编写节点脚本 example_interfaces_robot_02.py
#!/usr/bin/env python3
import rclpy
from rclpy.node import Node
from example_ros2_interfaces.msg import RobotStatus
import math
from time import sleep
from example_ros2_interfaces.srv import MoveRobotclass Robot():def __init__(self) - None:self.current_pose_ 0.0self.target_pose_ 0.0self.status_ RobotStatus.STATUS_STOPdef get_status(self):return self.status_def get_current_pose(self):return self.current_pose_def move_distance(self,distance):self.status_ RobotStatus.STATUS_MOVEING # 更新状态为移动、self.target_pose_ distance # 更新目标位置while math.fabs(self.target_pose_ - self.current_pose_) 0.01:step distance / math.fabs(distance) * math.fabs(self.target_pose_ - self.current_pose_) * 0.1 # 计算一步移动距离self.current_pose_ step # 移动一步print(f移动了{step}当前位置{self.current_pose_})sleep(0.5) #休息0.5sself.status_ RobotStatus.STATUS_STOP # 更新状态为停止return self.current_pose_ class ExampleInterfacesRobot02(Node):def __init__(self,name):super().__init__(name)self.get_logger().info(节点已启动%s! % name)self.robot Robot()self.move_robot_server_ self.create_service(MoveRobot,move_robot, self.handle_move_robot) self.robot_status_publisher_ self.create_publisher(RobotStatus,robot_status, 10) self.publisher_timer_ self.create_timer(0.5, self.publisher_timer_callback)def publisher_timer_callback(self):定时器回调发布数据函数msg RobotStatus() #构造消息msg.status self.robot.get_status()msg.pose self.robot.get_current_pose()self.robot_status_publisher_.publish(msg) # 发布消息self.get_logger().info(f发布了当前的状态{msg.status} 位置{msg.pose})def handle_move_robot(self,request, response):self.robot.move_distance(request.distance)response.pose self.robot.get_current_pose()return responsedef main(argsNone):rclpy.init(argsargs) # 初始化rclpynode ExampleInterfacesRobot02(example_interfaces_robot_02) # 新建一个节点rclpy.spin(node) # 保持节点运行检测是否收到退出指令CtrlCrclpy.shutdown() # 关闭rclpyexample_interfaces_control_02.py
#!/usr/bin/env python3
import rclpy
from rclpy.node import Node
from example_ros2_interfaces.msg import RobotStatus
from example_ros2_interfaces.srv import MoveRobotclass ExampleInterfacesControl02(Node):def __init__(self,name):super().__init__(name)self.get_logger().info(节点已启动%s! % name)self.client_ self.create_client(MoveRobot,move_robot) self.robot_status_subscribe_ self.create_subscription(RobotStatus,robot_status,self.robot_status_callback,10)def robot_status_callback(self,msg):self.get_logger().info(f收到状态数据位置{msg.pose} 状态{msg.status})def move_result_callback_(self, result_future):response result_future.result()self.get_logger().info(f收到返回结果{response.pose})def move_robot(self, distance):while rclpy.ok() and self.client_.wait_for_service(1)False:self.get_logger().info(f等待服务端上线....)request MoveRobot.Request()request.distance distanceself.get_logger().info(f请求服务让机器人移动{distance})self.client_.call_async(request).add_done_callback(self.move_result_callback_)def main(argsNone):rclpy.init(argsargs) # 初始化rclpynode ExampleInterfacesControl02(example_interfaces_control_02) # 新建一个节点node.move_robot(5.0) #移动5米rclpy.spin(node) # 保持节点运行检测是否收到退出指令CtrlCrclpy.shutdown() # 关闭rclpy3.修改配置文件setup.py
entry_points{console_scripts: [example_interfaces_control_02 example_interfaces_rclpy.example_interfaces_control_02:main,example_interfaces_robot_02 example_interfaces_rclpy.example_interfaces_robot_02:main],},4.编译功能包运行测试
# 新终端
colcon build --packages-up-to example_interfaces_rclpy
source install/setup.bash
ros2 run example_interfaces_rclpy example_interfaces_robot_02
# 新终端
source install/setup.bash
ros2 run example_interfaces_rclpy example_interfaces_control_02上图则说明自定义接口测试成功
