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Learning ROS for Ubuntu
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更新于2023-06-21
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ROS для Ubuntu入门指南
ROS(Robot Operating System,机器人操作系统)是一种流行的开源机器人操作系统,旨在帮助开发者快速构建和编程机器人应用。 Ubuntu 是一款流行的 Linux 发行版,广泛应用于服务器、桌面和嵌入式系统中。在本资源摘要信息中,我们将详细介绍如何在 Ubuntu 中安装和配置 ROS 环境,并学习 ROS 的基础知识。
什么是 ROS?
ROS 是一个开源的机器人操作系统,旨在提供一个通用的机器人开发平台。 ROS 提供了一个完整的机器人开发环境,包括硬件抽象层、设备驱动、算法库、可视化工具和 simulation 环境等。 ROS 的主要特点是其插件式架构,允许开发者轻松地集成新的机器人硬件和算法。
为什么选择 Ubuntu?
Ubuntu 是一款流行的 Linux 发行版,广泛应用于服务器、桌面和嵌入式系统中。 Ubuntu 的优点是易于使用、社区支持广泛、软件仓库丰富等。 Ubuntu 是一个开源的操作系统,免费、开源的特点使得其非常适合机器人开发和研究。
安装 ROS
要在 Ubuntu 中安装 ROS,需要先添加 ROS 软件仓库,添加 sources.list 文件,添加 keys,然后安装 ROS 软件包。安装完成后,需要初始化 rosdep 环境,并配置 Ubuntu 软件仓库。需要安装 rosinstall,用于管理 ROS 软件包依赖关系。
配置 ROS 环境
配置 ROS 环境需要初始化 rosdep 环境,配置 Ubuntu 软件仓库,并安装 rosinstall。这些步骤将确保 ROS 环境的正确安装和配置。
学习 ROS
学习 ROS 需要了解 ROS 的基本概念和组件,例如节点、话题、服务、动作等。学习 ROS 也需要了解 ROS 的开发工具,例如 roslaunch、rosrun 等。学习 ROS 还需要了解 ROS 的可视化工具,例如 rqt、rviz 等。
ROS 的应用
ROS 广泛应用于机器人开发、自动化生产、物流、医疗等领域。 ROS 的应用包括机器人-arm、机器人- vision、机器人- navigation 等。 ROS 的应用还包括服务机器人、家用机器人、工业机器人等。
结论
本资源摘要信息介绍了如何在 Ubuntu 中安装和配置 ROS 环境,并学习 ROS 的基础知识。学习 ROS 需要了解 ROS 的基本概念和组件,了解 ROS 的开发工具和可视化工具。 ROS 广泛应用于机器人开发、自动化生产、物流、医疗等领域。
1
Learning ROS
for Ubuntu
资料来源:ROS Wiki
宣言:兴趣是一种恐怖的力量!
2
目录
在 Ubuntu 上安装 ROS Hydro(渔龟) ........................................................................................... 5
安装........................................................................................................................................... 6
配置 Ubuntu 软件仓库 .................................................................................................. 6
添加 sources.list ............................................................................................................. 6
添加 keys ........................................................................................................................ 7
安装 ................................................................................................................................... 7
初始化 rosdep ................................................................................................................. 8
环境配置 ........................................................................................................................... 8
安装 rosinstall ................................................................................................................. 8
学习 ROS ......................................................................................................................................... 9
找答案 .............................................................................................................................................. 9
找代码 .............................................................................................................................................. 9
维基导航........................................................................................................................................... 9
安装并配置 ROS 环境 .......................................................................................................... 10
1.安装 ROS ...................................................................................................................................... 10
管理环境 ................................................................................................................................. 10
创建 ROS 工作空间 .............................................................................................................. 11
2.ROS 文件系统介绍 ...................................................................................................................... 12
快速了解文件系统概念 ......................................................................................................... 12
文件系统工具 ......................................................................................................................... 12
使用 rospack ................................................................................................................. 13
使用 roscd ..................................................................................................................... 13
roscd log ........................................................................................................................ 14
使用 rosls ...................................................................................................................... 14
Tab 自动完成输入 ........................................................................................................ 15
回顾......................................................................................................................................... 16
3.创建 ROS 程序包 ......................................................................................................................... 16
一个 catkin 程序包由什么组成? .......................................................................................... 17
在 catkin 工作空间中的程序包 ............................................................................................ 17
创建一个 catkin 程序包 ........................................................................................................ 18
程序包依赖关系 ..................................................................................................................... 18
一级依赖 ......................................................................................................................... 18
间接依赖 ......................................................................................................................... 19
自定义你的程序包 ................................................................................................................. 20
自定义 package.xml .................................................................................................... 20
自定义 CMakeLists.txt................................................................................................. 23
3
编译 ROS 程序包 .................................................................................................................. 23
4.编译程序包.................................................................................................................................. 23
5.理解 ROS 节点 ............................................................................................................................ 27
先决条件 ......................................................................................................................... 28
图概念概述 ..................................................................................................................... 28
节点 ................................................................................................................................. 28
客户端库 ......................................................................................................................... 28
roscore ........................................................................................................................... 28
使用 rosnode ................................................................................................................. 30
使用 rosrun ................................................................................................................... 31
回顾 ................................................................................................................................. 33
6.理解 ROS 话题 ............................................................................................................................. 34
开始 ................................................................................................................................. 34
ROS Topics .................................................................................................................... 36
ROS Messages ............................................................................................................. 41
继续学习 rostopic ......................................................................................................... 42
使用 rqt_plot ................................................................................................................. 46
7.理解 ROS 服务和参数 ................................................................................................................. 48
ROS Services ................................................................................................................ 49
使用 rosservice ............................................................................................................. 49
Using rosparam ............................................................................................................ 52
8.使用 rqt_console 和 roslaunch ................................................................................................. 55
预先安装 rqt 和 turtlesim 程序包 ................................................................................. 56
使用 rqt_console 和 rqt_logger_level ......................................................................... 56
9.使用 rosed 编辑 ROS 中的文件 .................................................................................................. 64
使用 rosed ..................................................................................................................... 64
使用 Tab 键补全文件名 ................................................................................................ 65
编辑器 ............................................................................................................................. 65
10.创建 ROS 消息和 ROS 服务 ...................................................................................................... 65
消息(msg)和服务(srv)介绍 ........................................................................................... 66
使用 msg ............................................................................................................................... 67
创建一个 msg ............................................................................................................... 67
使用 rosmsg.................................................................................................................. 69
使用 srv ................................................................................................................................. 69
创建一个 srv .................................................................................................................. 69
使用 rossrv .................................................................................................................... 71
msg 和 srv 都需要的步骤 ..................................................................................................... 72
获得帮助 ................................................................................................................................. 72
回顾......................................................................................................................................... 73
下一个教程 ............................................................................................................................. 73
11.编写简单的消息发布器和订阅器 (C++) ................................................................................. 74
编写发布器节点 ............................................................................................................. 74
编写订阅器节点 ............................................................................................................. 79
4
编译节点 ......................................................................................................................... 82
12.写一个简单的消息发布器和订阅器 (Python) ........................................................................ 84
Writing the Publisher Node ......................................................................................... 85
Writing the Subscriber Node ....................................................................................... 88
Building your nodes ...................................................................................................... 89
13.测试消息发布器和订阅器 ........................................................................................................ 90
启动发布器 ..................................................................................................................... 90
启动订阅器 ..................................................................................................................... 91
14.编写简单的 Service 和 Client (C++) .......................................................................................... 91
编写 Service 节点 ......................................................................................................... 92
编写 Client 节点 ............................................................................................................ 94
编译节点 ......................................................................................................................... 95
15.测试简单的 Service 和 Client .................................................................................................... 96
运行 Service .................................................................................................................. 96
运行 Client ..................................................................................................................... 96
关于 Service 和 Client 节点的更多例子 ..................................................................... 97
16.录制与回放数据 ........................................................................................................................ 97
录制数据(通过创建一个 bag 文件) ........................................................................ 97
检查并回放 bag 文件 .................................................................................................... 99
录制数据子集 ............................................................................................................... 101
rosbag record/play 命令的局限性 ............................................................................ 102
17.roswtf 入门 .............................................................................................................................. 102
安装检查 ....................................................................................................................... 103
运行时检查(在有 ROS 节点运行时) .................................................................... 103
错误报告 ....................................................................................................................... 104
18.探索 ROS 维基 ......................................................................................................................... 105
首页 ............................................................................................................................... 106
package 页面............................................................................................................... 106
stack 页面 .................................................................................................................... 107
19.接下来做什么? ...................................................................................................................... 108
使用模拟器 ................................................................................................................... 109
使用 RViz .................................................................................................................... 109
理解 TF ........................................................................................................................ 109
更进一步 ....................................................................................................................... 109
中级教程....................................................................................................................................... 110
20.手动创建 ROS package ............................................................................................................ 110
21.管理系统依赖项 ...................................................................................................................... 112
System Dependencies ............................................................................................... 112
22.Roslaunch 在大型项目中的使用技巧 .................................................................................... 114
Introduction .................................................................................................................. 114
高层级的结构 ............................................................................................................... 115
Machine tags and Environment Variables .............................................................. 116
Parameters, namespaces, and yaml files ............................................................... 117
5
launch 文件的重用 ...................................................................................................... 119
参数重载 ....................................................................................................................... 120
Roslaunch arguments ................................................................................................ 121
How to Roslaunch Nodes in Valgrind or GDB ............................................................... 121
Obtaining core dumps ........................................................................................................ 122
23.ROS 在多机器人上的使用 ...................................................................................................... 123
概述 .............................................................................................................................................. 123
跨机器运行的 Talker / listener .................................................................................................. 124
启动[[master]] ...................................................................................................................... 124
启动 listener ......................................................................................................................... 124
启动 talker ............................................................................................................................ 124
反向测试 ............................................................................................................................... 125
运行出错....................................................................................................................................... 125
译者注 .......................................................................................................................................... 125
24.自定义消息.............................................................................................................................. 125
自定义消息 ........................................................................................................................... 126
引用和输出消息类型 ........................................................................................................... 126
C++ ............................................................................................................................... 126
Python .......................................................................................................................... 126
依赖项................................................................................................................................... 126
25.如何写一篇教程 ...................................................................................................................... 127
如何开始 ....................................................................................................................... 127
创建一个教程 ............................................................................................................... 128
填写模板头信息 ........................................................................................................... 129
实用宏命令 ................................................................................................................... 131
示例教程 ....................................................................................................................... 135
在 Ubuntu 上安装 ROS Hydro(渔
龟)
我们已经创建好了一些适用于不同 Ubuntu 版本的安装包,使用这些安装包比通过编译源码
来安装更加高效,所以推荐你在 Ubuntu 系统下使用这些安装包来安装。
如果你需要从源码安装 (不推荐), 请参见 源码安装(需要下载和编译)指南.
目录
1. 在 Ubuntu 上安装 ROS Hydro(渔龟)
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