• 💂 Персональный сайт:【Хайён】【Рыбалка】【Сеть ресурсов исходного кода уровня Бога】
• 🤟 Курс обучения фронтенду: 👉【28 кейсов веселого изучения фронтенда】【400 вопросов для собеседования по JS】

ROS 2 — это платформа, широко используемая в области разработки роботов. ROS 2 предоставляет множество мощных инструментов и библиотек, которые позволяют разработчикам роботов разрабатывать более эффективно. В этой статье будет представлено практическое программирование роботов ROS 2, основанное на современных языках C++ и Python 3.

1. Знакомство с ROS 2

ROS 2 — это версия операционной системы робота второго поколения. ROS 2 использует более современную программную архитектуру, обеспечивает лучшую производительность и безопасность в реальном времени и поддерживает более широкий спектр платформ и аппаратных устройств. ROS 2 использует распределенную архитектуру, которая может облегчить совместную разработку нескольких роботов.

2. Основы ROS 2

1. Установите РОС 2.

Сначала вам нужно установить ROS 2 на свой локальный компьютер. ROS 2 предоставляет бинарные установочные пакеты для различных операционных систем, которые можно легко установить. После установки ROS 2 вам необходимо выполнить базовую настройку, например, установить переменные среды.

2. Узел РОС 2

Узел в ROS 2 — это независимый процесс, который может выполнять одну или несколько задач. Узлы могут взаимодействовать друг с другом посредством механизма связи, предоставляемого ROS 2. Узлы могут быть написаны на C++, Python и других языках.

3. Тема РОС 2

Темой в ROS 2 является метод связи, основанный на механизме публикации-подписки. Темы могут передавать различные типы сообщений, например изображения, данные датчиков и т. д. Один узел может публиковать тему, а другой узел может подписаться на эту тему для обеспечения доставки сообщений.

4. Услуги РОС 2

Служба в ROS 2 представляет собой метод связи, основанный на механизме запрос-ответ. Один узел может предоставлять услугу, а другой узел может запросить услугу и получить ответ. Сервисы могут доставлять различные типы сообщений, например изображения, данные датчиков и т. д.

3. Практическое программирование роботов

Ниже будет показано, как использовать ROS 2 для разработки роботов, на практическом примере программирования роботов.

1. Практические потребности

Предположим, есть робот, которому необходимо реализовать следующие функции:

• робот через ROS 2. Получать инструкции управления и управлять движением робота согласно инструкциям;
• Робот несет лидарный датчик,Может получать информацию об окружающей среде в режиме реального времени,и опубликовать данные в теме ROS 2;
• робот оснащен камерой,Информацию об изображении можно получить в режиме реального времени.,и опубликовать данные в теме ROS 2;
• робот может предоставить Служить,Получить запрос пользователя,Возвращает информацию о текущем местоположении.

2. Практические шаги

(1) Создайте рабочую область ROS 2.

Во-первых, вам необходимо создать рабочую область ROS 2 для хранения кода проекта робота и результатов компиляции. Рабочее пространство ROS 2 с именем «my_robot_ws» можно создать с помощью следующей команды:

mkdir -p my_robot_ws/src
cd my_robot_ws
colcon build

(2) Создайте пакеты и узлы ROS 2.

В ROS 2 проект обычно состоит из одного или нескольких пакетов, каждый из которых содержит один или несколько узлов. Пакет ROS 2 с именем «my_robot» можно создать с помощью следующей команды:

cd src
ros2 pkg create my_robot

Создайте узел с именем «control» в пакете «my_robot», чтобы получать инструкции по управлению и управлять движением робота:

cd my_robot
mkdir src
touch src/control.cpp

Напишите код в «control.cpp», чтобы получать инструкции по управлению и управлять движением робота. Вы можете использовать библиотеку управления роботом, предоставляемую ROS 2, например «ros2_control» или «ros2_controllers».

(3) Выпуск данных LiDAR

Создайте узел с именем «laser» в пакете «my_robot», чтобы получить лидарные данные и опубликовать их в теме ROS 2:

cd my_robot
mkdir src
touch src/laser.cpp

Напишите код в «laser.cpp», чтобы получить данные лидара и опубликовать их в теме ROS 2. Вы можете использовать библиотеку драйверов лидара, предоставляемую ROS 2, например «ros2_laser_drivers».

(4) Выпуск данных камеры

Создайте узел с именем «камера» в пакете «my_robot», чтобы получить данные камеры и опубликовать их в теме ROS 2:

cd my_robot
mkdir src
touch src/camera.cpp

Напишите код в «camera.cpp», чтобы получить данные камеры и опубликовать их в теме ROS 2. Вы можете использовать библиотеку драйверов камеры, предоставляемую ROS 2, например «ros2_camera_drivers».

(5) Предоставление услуг по предоставлению информации о местоположении

Создайте узел с именем «position» в пакете «my_robot», чтобы предоставлять услуги информации о местоположении, получать запросы пользователей и возвращать текущую информацию о местоположении робота:

cd my_robot
mkdir src
touch src/position.cpp

Напишите код в «position.cpp», чтобы получать запросы пользователей и возвращать текущую информацию о положении робота. Вы можете использовать библиотеку информации о местоположении, предоставляемую ROS 2, например «ros2_navigation».

(6) Скомпилируйте и запустите

После завершения написания кода узла необходимо скомпилировать проект ROS 2. Для компиляции можно использовать следующую команду:

cd my_robot_ws
colcon build --packages-select my_robot

После компиляции вы можете запустить node с помощью следующей команды:

source install/setup.bash
ros2 run my_robot control
ros2 run my_robot laser
ros2 run my_robot camera
ros2 run my_robot position

С помощью описанных выше шагов мы реализовали простой проект робота, разработанный с использованием ROS 2, и реализовали такие функции, как получение инструкций управления, публикация данных лидара, публикация данных камеры и предоставление услуг информации о местоположении.