ROS控制

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1.课程内容

学习机器人通过ROS控制的基本方法

该功能实现了通过ros2 topic的工具去控制小车的速度、蜂鸣器、以及机械臂，同时也实现了读取底层的数据，比如雷达数据，imu数据，里程计数据等等。

2.准备工作

（1）内容说明

本节课程以jetson orin NX为例。树莓派和Jetson-nano主板，需要在宿主机中打开终端，然后输入进入docker容器的指令，进入到docker容器后的终端里边输入本节课程提及的指令，宿主机进入docker容器的教程可以参考本产品教程【0.说明书和安装步骤】中的【进入小车Dockder（Jetson-Nano和树莓派5用户看这里）】的内容。orin、NX主板直接打开终端，输入本节课程提及的指令即可。

（2）启动代理

注意：测试所有案例必须都先启动docker代理，如果已经启动，则不需要重复启动，开机默认会启动代理，无需重复启动

在车机终端输入命令：


sh start_agent.sh

终端打印如下信息，说明连接成功

3.启动命令

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1、功能说明

该功能实现了通过ros2 topic的工具去控制小车的速度、蜂鸣器、以及机械臂，同时也实现了读取底层的数据，比如雷达数据，imu数据，里程计数据等等。

2、程序启动

2.1、查看节点信息

成功连接到agent代理后，可在终端输入ros2 node list通过以下指令查看有哪些节点。

这里分主板开启终端，Jetson-Nano和树莓派5的用户需要进去docker中去输入指令，启动docker的指令请参考本产品教程【0.说明书和安装步骤】中的【进入小车Dockder（Jetson-Nano和树莓派5用户看这里）】的内容；Orin主板的用户则直接打开终端输入指令即可。这里以树莓派5的运行界面为例，进入到docker中后，在docker的终端输入，


xxxxxxxxxx
ros2 node list

运行截图如下，

这里有个/YB_Node，说明底层控制的节点已经启动了，输入以下指令查询这个节点的相关信息，同样是在终端输入，


xxxxxxxxxx
ros2 node info /YB_Node

运行截图如下，

这里整理了一个表格，说明了该节点发布以及订阅了哪些话题，以及每个话题的消息数据类型，表格如下，

订阅话题表格

订阅的话题	话题消息类型	话题属性
/arm6_joints	arm_msgs/msg/ArmJoints	控制6个舵机
/arm_joint	arm_msgs/msg/ArmJoint	控制单个舵机
/beep	std_msgs/msg/UInt16	控制蜂鸣器
/cmd_vel	geometry_msgs/msg/Twist	控制小车速度
/rgb	std_msgs/msg/ColorRGBA	控制等待

发布话题表格

发布的话题	话题消息类型	话题属性
/battery	std_msgs/msg/Float32	发布电池电量数据
/imu/data_raw	sensor_msgs/msg/Imu	发布imu数据
/odom_raw	nav_msgs/msg/Odometry	发布里程计数据
/scan0	sensor_msgs/msg/LaserScan	发布左后雷达数据
/rgb	std_msgs/msg/ColorRGBA	发布右前雷达数据

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3.1发布控制指令

根据订阅话题的表格，使用以下格式的指令ros2 topic pub 话题名字话题消息数据类型消息数据 --once 发布一帧控制数据。

3.1.1控制小车速度

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2.3、发布控制指令

根据订阅话题的表格，使用以下格式的指令ros2 topic pub 话题名字话题消息数据类型消息数据 --once 发布一帧控制数据。

2.3.1、控制小车速度

建议首次测试，把小车架起来测试，让小车的车轮不着地测试，我们让小车以线速度0.1m/s的速度往前运行，终端输入以下指令，


xxxxxxxxxx
ros2 topic pub /cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 0.1, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}}" --once

运行后，小车会往前以0.1m/s的速度往前运动，同理，如果要控制小车以1.0rad/s的角度运动的话，则给angualr的z赋值，指令如下，


xxxxxxxxxx
ros2 topic pub /cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.0}}" --once

运行后，小车会自转，如果我们要停车，则发布线速度和角速度都为0即可，指令如下，


xxxxxxxxxx
ros2 topic pub /cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}}" --once

这里的--once是表示只发送一帧消息数据，关于ros2 topic pub的其它参数，可参考本产品课程【15.ROS2基础课程】中的【19、ROS2常用命令工具】。

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3.1.2控制小车蜂鸣器

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2.3.2、控制小车蜂鸣器

启动蜂鸣器，终端输入以下指令，


xxxxxxxxxx
ros2 topic pub /beep std_msgs/msg/UInt16 "data: 1" --once

关闭蜂鸣器，终端输入以下指令，


xxxxxxxxxx
ros2 topic pub /beep std_msgs/msg/UInt16 "data: 0" --once

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3.1.3控制小车灯带

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2.3.3、控制小车灯带

发布红色，终端输入以下指令，


xxxxxxxxxx
ros2 topic pub /rgb std_msgs/msg/ColorRGBA "{r: 1.0, g: 0.0, b: 0.0, a: 1.0}" --once

a的相关参数

a：101.0 流水灯

a：102.0 跑马灯

a：103.0 呼吸灯

a：104.0 渐变灯

a：105.0 星光点点

a：106.0 电池电量显示

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3.1.4控制六个舵机

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2.3.4、控制六个舵机

设置6个舵机的角度为90度，机械臂整体程序向上伸直的姿态，注意这里离机械臂远一点，以免被机械打到，终端输入以下指令，


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ros2 topic pub /arm6_joints arm_msgs/msg/ArmJoints {"joint1: 90, joint2: 90, joint3: 90, joint4: 90, joint5: 90, joint6: 90, time: 1500"} --once

这里的time的值表示舵机运行的时候，单位是毫秒。

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3.1.5控制单个舵机

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2.3.5、控制单个舵机

设置6号舵机（夹爪）的角度为150度，呈现夹取的状态，终端输入，


xxxxxxxxxx
ros2 topic pub /arm_joint arm_msgs/msg/ArmJoint "{id: 6,joint: 150,time: 2000}" --once

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3.2订阅小车数据

根据发布的表格，使用以下格式的指令ros2 topic exho 话题名字 接收到小车节点发布的传感器数据。

3.2.1订阅雷达数据

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2.3、订阅小车数据

根据发布的表格，使用以下格式的指令ros2 topic exho 话题名字 接收到小车节点发布的传感器数据。

2.3.1、订阅雷达数据

本产品有两个雷达，左后方的雷达的话题名字为/scan0，右前方的雷达的话题名字为/scan1，一定要右前方雷达数据为例，终端输入以下指令，


xxxxxxxxxx
ros2 topic echo /scan1

订阅的数据如下图所示，

更多关于雷达数据的内容，在本课程【6.激光雷达】中会有更加详细的说明。

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3.2.2订阅电池电量数据

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2.3.2、订阅电池电量数据

本产品正常工作的电池电压理论上是高于9.6V低于12V，低于9.6V，蜂鸣器会嘀嘀嘀，提示电池电压过低，需要给电池进行充电，可在终端输入以下指令来查询电池电压，


xxxxxxxxxx
ros2 topic echo /battery

订阅的数据如下图所示，

这里表示电池电压为11.8V。

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3.2.3订阅imu数据

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2.3.3、订阅imu数据

控制板上有带一块9轴imu，能够反馈小车的姿态，终端输入以下指令能够获取imu数据，


xxxxxxxxxx
ros2 topic echo /imu/data_raw

订阅的imu数据如下图所示，

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3.2.4订阅里程计数据

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2.3.4、订阅里程计数据

本产品的四个电机配置了编码器，ros控制板会读取编码器的信息，然后发布计算后里程计数据，终端输入以下指令来读取里程计数据，


xxxxxxxxxx
ros2 topic echo /odom_raw

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订阅到里程计数据如下图所示:

订阅到里程计数据如下图所示，