Lanqiao クラウド クラス ROS ロボット旧バージョン実験レポート-02 アーキテクチャとコンセプト

プロジェクト名	実験 2 ROS[Kinetic/Melodic/Noetic] アーキテクチャと概念	スコア
内容：ロボットOSのファイルシステムレベル、計算グラフレベル、コミュニティレベル、機能パッケージの作成と機能実装など
実験記録（70点） 利用可能なソースからのビルド パッケージをインストールします。     クローンを作成する前に、まだ dev_ws/src ディレクトリにいることを確認してください。     $ cd ~/dev_ws/src     $ git clone https://github.com/ros/ros_tutorials.git -b Kinetic/Melodic/Noetic-devel `# git clone -b <ブランチ> <アドレス>` ros_tutorials のパッケージを表示するには、次のコマンドを入力します。     $ ls ros_tutorials     4 つのパッケージがあります: `roscpp_tutorials rospy_tutorials ros_tutorials Turtlesim` **turtlesim** のみが ROS2 パッケージです rosdep を実行する前に、ワークスペース ルート (~/dev_ws) にいることを確認してください。     初めて「rosdep」を実行するには、まず「rosdep init」を実行する必要があります。     $ cd ..     $ rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y     このコマンドは、ワークスペース内のパッケージが依存しているがコンピューターに存在しないパッケージを魔法のようにインストールします。 Colcon を使用してワークスペースを構築する     ビルドする前に ROS インストール ソースを取得し、それがワークスペース (~/dev_ws) のルートにあることを確認することを忘れないでください。     $ ソース /opt/ros/Kinetic/Melodic/Noetic/setup.bash     $colcon build --symlink-install 2023 年には、ロボット愛好家によって提供されたマテリアルに加えて、ROS1 および ROS2 コミュニティが AI によって生成されたコンテンツを導入したと付け加えました。 所有的源码下载地址： https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/854/rosdemos_ws.zip 如果下载的是zip压缩包，使用如下命令解压缩： unzip 压缩包名/home/shiyanlou/src/ros_tutorials/turtlesim文件夹， 放到code/自己命名/src文件夹下。 解压完成后， 从网上下载一些自己喜欢机器人头像做成图标png格式大小45*45 然后，上传到蓝桥云课code文件夹下，移动到 /home/shiyanlou/Code/robot/src/turtlesim/images/ 打开代码：/home/shiyanlou/Code/robot/src/turtlesim/src/   图2.1： 需修改文件的路径和对应文件 找到如下代码片段：   QVector<QString> turtles;   turtles.append("box-turtle.png");   turtles.append("robot-turtle.png");   turtles.append("sea-turtle.png");   turtles.append("diamondback.png");   turtles.append("electric.png");   turtles.append("fuerte.png");   turtles.append("groovy.png");   turtles.append("hydro.svg");   turtles.append("indigo.svg");   turtles.append("jade.png");   turtles.append("kinetic.png"); 将不用的代码注释，并添加自己的图标名。 进入到ros2_ws文件夹下，单击鼠标右键，打开终端！ 注意路径zhangrelay@cslg:~/code/ros2_ws$ 输入如下命令： ros2 pkg prefix turtlesim 显示如下： /opt/ros/galactic 这是使用sudo apt install 安装后的默认功能包位置。输入如下命令看一看效果： ros2 run turtlesim turtlesim_node 导入自己的功能包（一定要在对应功能包目录下操作）：  source install/setup.bash  重复上述指令： ros2 pkg prefix turtlesim ros2 run turtlesim turtlesim_node 查看变化！ 修改如下代码： 主要后面修改为自己的学号 #define DEFAULT_BG_R 0x45 #define DEFAULT_BG_G 0x56 #define DEFAULT_BG_B 0xff namespace turtlesim { TurtleFrame::TurtleFrame(rclcpp::Node::SharedPtr& node_handle, QWidget* parent, Qt::WindowFlags f) : QFrame(parent, f) , path_image_(500, 500, QImage::Format_ARGB32) , path_painter_(&path_image_) , frame_count_(0) , id_counter_(0) {   setFixedSize(500, 500);   setWindowTitle("TurtleSim-ros2-esp32@cslg-cjq-160919103"); 修改后保存！但是镜像会还原，将这个目录复制到windows盘的合适位置然后编译！ 缺失功能包自动补装： rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y 出现如下提示： #All required rosdeps installed successfully 说明一切准备就绪，开始编译。 使用单线程编译，否则会出现死机等问题！ colcon build --symlink-install 如果只编译turtlesim，并使用单线程，命令如下： colcon build --symlink-install --parallel-workers 1 --packages-select turtlesim 参数顺序和不要出现中文空格。 过程如下图（将标题栏加入学号，判断是否抄袭）： 下载相关源码后，放到所需要的位置然后修改其为cocube，代码文件的位置： 路径： /home/shiyanlou/Code/robot/src/cocube/src/   图2.2： 需修改文件的路径和对应文件   setFixedSize(500, 500);   setWindowTitle("CoCubeSim-CSLG"); 回到robot文件夹下编译，使用catkin_make： 完成度100%并且不报错。   图2.3 编译没有任何问题 每一个终端都要在robot文件夹下输入： source devel/setup.zsh ，配置为自定义功能包 否则，如果不输入，则调用系统内置功能包。 新建标签页输入roscore，然后还要新建标签页输入run turtlesim turtlesim_node（注意：source devel/setup.zsh）   图2.4 cocubesim-cslg界面截图 贪吃蛇如下：
思考题（30分）： 键盘遥控小乌龟实验： 启动turtlesim，在终端中输入以下命令：  run turtlesim turtlesim_node（注意：source devel/setup.zsh） 模拟器窗口应该出现，中间有一个随机的海龟。 在命令下的终端中，将看到来自节点的消息 打开一个新的终端窗口，并输入：  run turtlesim turtle_teleop_key 至此通过使用turtle_teleop_key实现对turtlesim的键盘控制 turtlesim中键盘遥控机器人运动的详细步骤 首先，打开终端，输入命令“roscore”启动ROS核心。然后，在新的终端中输入命令“rosrun turtlesim turtlesim_node”启动turtlesim节点。接下来，打开新的终端，输入命令“rosrun turtlesim turtle_teleop_key”启动键盘遥控节点。此时，你可以使用键盘上的方向键来控制机器人的运动。按下“Ctrl + C”可以停止节点的运行。   图2.5 键盘控制的终端   图2.6 键盘遥控机器人运动轨迹如上图 2 这是一个开环控制，下图可以说明：   图2.7 单向控制，没有闭环

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AI：

蓝桥云课ROS机器人实验报告-02架构及概念的大纲可能包括以下内容：

1. ROS架构介绍：介绍ROS的总体架构，包括ROS的组成、节点、消息传递、服务、参数服务器等基本概念。
2. ROS工作空间：介绍ROS的工作空间概念，包括工作空间的创建、使用和组织方式。
3. ROS包管理：介绍ROS的包管理机制，包括包的定义、安装、升级和卸载等操作。
4. ROS节点编程：介绍如何使用ROS编程语言（如Python）创建和控制ROS节点，包括节点的启动、停止和参数设置等。
5. ROS消息传递：介绍ROS中的消息传递机制，包括话题、服务和参数服务器等，并介绍如何使用这些机制进行程序间通信。
6. ROS机器人模型：介绍如何使用ROS的的运动学模型库定义机器人的运动学模型，包括机器人的关节、链接、运动学方程等。
7. ROS机器人控制：介绍如何使用ROS控制机器人，包括控制机器人的运动、传感器数据采集等。
8. ROS机器人编程实践：通过一个具体的ROS程序，介绍如何编写ROS程序，包括创建ROS包、编写ROS节点、编写ROS消息等。

以上是蓝桥云课ROS机器人实验报告-02架构及概念的大纲的一个大致框架，具体内容可能会根据实验的目的和实际情况进行调整。

要使用蓝桥云课ROS机器人turtlesim实现贪吃蛇游戏，可以按照以下步骤进行：

1. 确保已经安装了ROS和turtlesim包。
2. 创建一个新的ROS工作空间，并将turtlesim包添加到工作空间中。
3. 创建一个新的ROS节点，用于控制turtlesim中的乌龟。
4. 在节点中编写Python程序，使用ROS消息与turtlesim乌龟进行通信。
5. 用ROS命令行工具运行程序，并使用键盘控制乌龟的运动。

下面是一个简单的示例程序，可以实现贪吃蛇游戏的基本功能：

python

	#!/usr/bin/env python
	import rospy
	from turtlesim.msg import Pose
	def move_turtle():
	rospy.init_node('move_turtle')
	pub = rospy.Publisher('/turtle1/command', Pose, queue_size=10)
	rate = rospy.Rate(10) # 10hz
	rospy.loginfo("Moving the turtle to home position")
	# home position
	pose = Pose()
	pose.x = 0
	pose.y = 0
	pose.theta = 0
	pub.publish(pose)
	rate.sleep()
	rospy.loginfo("Starting the game")
	# game logic here
	# use pub.publish to move the turtle
	if __name__ == '__main__':
	try:
	move_turtle()
	except rospy.ROSInterruptException:
	pass

在上面的示例程序中，我们首先初始化了一个ROS节点，并创建了一个发布者pub，用于向turtlesim中的乌龟发送运动命令。然后我们定义了一个速率rate，用于控制程序的运行的频率。接着我们移动乌龟到初始位置（home position），并开始游戏逻辑。在这里你可以自己实现贪吃蛇游戏的规则和逻辑，例如根据方向移动乌龟、吃食物、计算分数等。最后，我们启动ROS节点并运行程序。

注意：这只是一个简单的示例程序，贪吃蛇游戏的具体实现需要根据自己的需求和规则进行编写。

 

蓝桥云课ROS机器人实验报告-02架构及概念要点如下：

1. ROS架构：介绍ROS的总体架构，包括ROS的组成、节点、消息传递、服务、参数服务器等基本概念。
2. ROS工作空间：介绍ROS的工作空间概念，包括工作空间的创建、使用和组织方式。
3. ROS包管理：介绍ROS的包管理机制，包括包的定义、安装、升级和卸载等操作。
4. ROS节点编程：介绍如何使用ROS编程语言（如Python）创建和控制ROS节点，包括节点的启动、停止和参数设置等。
5. ROS消息传递：介绍ROS中的消息传递机制，包括话题、服务和参数服务器等，并介绍如何使用这些机制进行程序间通信。
6. ROS机器人模型：介绍如何使用ROS的的运动学模型库定义机器人的运动学模型，包括机器人的关节、链接、运动学方程等。
7. ROS机器人控制：介绍如何使用ROS控制机器人，包括控制机器人的运动、传感器数据采集等。
8. ROS机器人编程实践：通过一个具体的ROS程序，介绍如何编写ROS程序，包括创建ROS包、编写ROS节点、编写ROS消息等。

以上是蓝桥云课ROS机器人实验报告-02架构及概念要点的一个大致框架，具体内容可能会根据实验的目的和实际情况进行调整。