### ROS机器人操作与指令详解
#### 一、ROS简介与基础知识
ROS（Robot Operating System），即机器人操作系统，并非传统意义上的操作系统，而是一套为机器人软件开发提供的中间件框架。它提供了一系列工具和服务来帮助开发者编写控制机器人的软件，支持多种编程语言如C++和Python等。ROS具有模块化的特点，允许开发者创建可重用的软件包，从而简化了复杂机器人的软件开发过程。
#### 二、启动建图
在ROS中进行地图构建是一项基础但又极其重要的任务，特别是在室内环境中实现机器人的自主导航时更是如此。以下是对“启动建图”的详细解读：
1. **启动建图命令**：
- `roslaunch robot_slam_2d slam.launch`：此命令用于启动SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) 节点，用于实时构建和更新环境的地图。
- 其中`robot_slam_2d`是包含SLAM节点的launch文件所在包的名字。
- `slam.launch`是具体的launch文件名，包含了所有必需的节点配置。
- 同时启动`rviz`查看器来可视化正在构建的地图。
- `rviz`是ROS中的一个强大的可视化工具，可以通过图形界面查看各种ROS消息和话题。
2. **手柄控制机器人移动建图**：
- 在建图过程中，通常需要手动控制机器人在环境中移动，以便收集不同位置的数据，从而构建完整的地图。
#### 三、保存地图
完成建图后，接下来的步骤就是如何保存所构建的地图，以便后续使用。
1. **请求`/finish_trajectory`服务**：
- 使用`rosservice call /finish_trajectory 0`命令请求服务，其目的是告诉系统停止接收新的传感器数据，准备结束轨迹构建。
- 这里`0`表示轨迹编号，通常情况下只需要处理一条轨迹。
2. **请求`/write_state`服务**：
- 通过`rosservice call /write_state "{filename:'${HOME}/wenli_robot/test.pbstream', include_unfinished_submaps:true}"`命令请求服务来保存当前状态到指定的`.pbstream`文件中。
- `${HOME}`是用户的家目录路径，这里保存的文件名为`test.pbstream`。
- `include_unfinished_submaps`参数设置为`true`，表示即使子地图未完成也要包括进来。
3. **转换`.pbstream`文件**：
- 使用`rosrun cartographer_ros cartographer_pbstream_to_ros_map map_filename=${HOME}/wenli_robot/test pgm_filename=${HOME}/wenli_robot/test.pbstream resolution=0.05`命令将`.pbstream`格式的文件转换为`.pgm`和`.yaml`两种格式，以便于其他ROS工具或节点读取和使用。
- `resolution`参数指定了地图分辨率，单位为米/像素。
#### 四、机器人自主导航
完成建图并保存后，下一步便是实现机器人的自主导航功能。
1. **设置地图**：
- 首先需要编辑两个launch文件`location_2d.launch`和`map_server.launch`来设置地图参数，这些文件通常位于对应的ROS包中。
- `location_2d.launch`可能包含了一些关于机器人定位的信息配置。
- `map_server.launch`则负责加载和发布之前保存的地图信息。
2. **启动导航节点**：
- 使用`roslaunch robot_navigation demo_nav_2d.launch`命令启动导航节点，这个launch文件包含了所有必要的导航节点配置，如路径规划、避障等。
- `robot_navigation`是包含导航相关节点的ROS包名称。
- `demo_nav_2d.launch`则是具体的导航启动脚本。
通过上述步骤，可以实现ROS机器人的基本操作流程，包括地图构建、保存和基于该地图的自主导航。这些操作对于任何希望利用ROS进行机器人项目开发的人来说都是必不可少的基础知识。
