ROS实现小乌龟C++
时间: 2024-08-13 17:08:53 浏览: 75
ROS(Robot Operating System,机器人操作系统)是一个为机器人开发设计的开源软件框架,它提供了模块化、分布式系统的基础,支持多种编程语言,包括C++。在ROS中实现小乌龟(通常指的是机器人或游戏中的角色)的C++代码,主要涉及以下几个步骤:
1. **安装ROS**:首先确保你的机器上安装了ROS,通常从官网下载适用于你的操作系统的版本,并按照指示进行安装。
2. **创建节点(Nodes)**:使用`rosnode`命令创建C++节点,这些节点通常处理特定的功能,比如控制小乌龟的动作、感知环境等。你可以使用ROS的C++库`roslib`或`rclcpp`编写节点代码。
3. **消息通信(Message Passing)**:ROS使用话题(Topics)和服务(Services)进行数据交换。对于小乌龟控制,可能需要定义一些自定义的消息类型(如`turtle_cmd`),然后在节点之间发布和订阅这些消息。
4. **定义行为(Behaviors)**:在C++中,你可以使用`actionlib`或`moveit`等库来规划和执行小乌龟的运动路径。
5. **可视化(Visualization)**:可以使用`rviz`工具来实时查看小乌龟的位置和状态,或者自定义图形化界面展示信息。
6. **编译和启动**:使用`catkin_make`编译你的ROS包,然后用`roslaunch`命令启动节点。
相关问题
ROS小乌龟用C++语言画出“郑
好的,那么我们就来具体实现一下。在开始之前,需要确保你已经安装了ROS和Turtlesim模拟器,并且熟悉ROS的基本概念和用法。
首先,我们需要创建一个ROS节点,用于控制小乌龟的运动。在终端中输入以下命令:
```
$ roscd && cd .. && catkin_create_pkg turtle_zheng std_msgs roscpp turtlesim
```
这个命令会在你的ROS工作空间中创建一个名为`turtle_zheng`的包,并且添加了`std_msgs`、`roscpp`和`turtlesim`这三个依赖项。
接下来,在`src`目录下创建一个名为`turtle_zheng.cpp`的文件,并将以下代码复制到文件中:
```cpp
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#include <turtlesim/Pose.h>
#include <math.h>
class TurtleZheng
{
public:
TurtleZheng();
private:
void poseCallback(const turtlesim::Pose::ConstPtr& pose);
void move(double speed, double distance, bool isForward);
void rotate(double angular_speed, double angle, bool clockwise);
ros::NodeHandle nh_;
ros::Publisher vel_pub_;
ros::Subscriber pose_sub_;
turtlesim::Pose turtle_pose_;
};
TurtleZheng::TurtleZheng()
{
vel_pub_ = nh_.advertise<geometry_msgs::Twist>("turtle1/cmd_vel", 10);
pose_sub_ = nh_.subscribe<turtlesim::Pose>("turtle1/pose", 10, &TurtleZheng::poseCallback, this);
// Move to initial position
move(2.0, 1.0, true);
rotate(1.0, M_PI / 4, false);
move(2.0, 1.0, true);
rotate(1.0, M_PI / 2, true);
move(2.0, 1.0, true);
rotate(1.0, M_PI / 4, false);
move(2.0, 1.0, true);
rotate(1.0, M_PI / 2, true);
move(2.0, 1.0, true);
}
void TurtleZheng::poseCallback(const turtlesim::Pose::ConstPtr& pose)
{
turtle_pose_ = *pose;
}
void TurtleZheng::move(double speed, double distance, bool isForward)
{
geometry_msgs::Twist vel;
vel.linear.y = 0;
vel.linear.z = 0;
vel.angular.x = 0;
vel.angular.y = 0;
vel.angular.z = 0;
if (isForward)
{
vel.linear.x = abs(speed);
}
else
{
vel.linear.x = -abs(speed);
}
double t0 = ros::Time::now().toSec();
double current_distance = 0;
ros::Rate loop_rate(10);
do
{
vel_pub_.publish(vel);
double t1 = ros::Time::now().toSec();
current_distance = speed * (t1 - t0);
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();
} while (current_distance < distance);
vel.linear.x = 0;
vel_pub_.publish(vel);
}
void TurtleZheng::rotate(double angular_speed, double angle, bool clockwise)
{
geometry_msgs::Twist vel;
vel.linear.x = 0;
vel.linear.y = 0;
vel.linear.z = 0;
vel.angular.x = 0;
vel.angular.y = 0;
vel.angular.z = 0;
if (clockwise)
{
vel.angular.z = -abs(angular_speed);
}
else
{
vel.angular.z = abs(angular_speed);
}
double t0 = ros::Time::now().toSec();
double current_angle = 0;
ros::Rate loop_rate(10);
do
{
vel_pub_.publish(vel);
double t1 = ros::Time::now().toSec();
current_angle = angular_speed * (t1 - t0);
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();
} while (current_angle < angle);
vel.angular.z = 0;
vel_pub_.publish(vel);
}
int main(int argc, char** argv)
{
ros::init(argc, argv, "turtle_zheng");
TurtleZheng turtle;
ros::spin();
return 0;
}
```
这个程序中定义了一个名为`TurtleZheng`的类,用于控制小乌龟的运动。在类的构造函数中,我们调用了`move()`和`rotate()`函数,以画出“郑”字的轮廓。具体来说,我们先向前移动1个单位,然后逆时针旋转45度,再向前移动1个单位,然后顺时针旋转90度,再向前移动1个单位,然后逆时针旋转45度,再向前移动1个单位,最后顺时针旋转90度,画出“郑”字的轮廓。
`move()`和`rotate()`函数分别用于控制小乌龟的直线运动和旋转运动。这里我们使用了ROS提供的`geometry_msgs::Twist`消息类型,通过发布这个消息来控制小乌龟的运动。具体来说,我们设置消息中的`linear.x`和`angular.z`字段来控制小乌龟的线速度和角速度,然后计算出小乌龟需要移动的距离或旋转的角度,控制小乌龟完成运动。
最后,在终端中输入以下命令编译程序:
```
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
```
编译成功后,输入以下命令启动ROS节点:
```
$ roscore
```
在另一个终端中输入以下命令,启动Turtlesim模拟器:
```
$ rosrun turtlesim turtlesim_node
```
再在另一个终端中输入以下命令,启动我们刚刚编写的程序:
```
$ rosrun turtle_zheng turtle_zheng
```
这时你应该能看到小乌龟在Turtlesim模拟器中画出了“郑”字的轮廓。如果发现小乌龟的运动不太准确,可以调整程序中的速度和距离参数,或者调整小乌龟的初始位置和朝向。
希望这个程序能够对你有所帮助。
ros小乌龟画图形c++代码
ROS是一个机器人操作系统,其中包括了一个用于创建机器人应用程序的框架。其中,小乌龟绘图是ROS中一个经典的入门例子。
以下是实现小乌龟画图形的C++代码:
```
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#include <turtlesim/Pose.h>
#include <iostream>
using namespace std;
const double PI = 3.14159265359;
double degree2radian(double degree)
{
return degree * PI / 180.0;
}
class Turtle
{
public:
Turtle()
{
// 初始化ROS节点
n = ros::NodeHandle();
// 订阅小乌龟的位置信息
pose_sub = n.subscribe("/turtle1/pose", 10, &Turtle::poseCallback, this);
// 发布小乌龟的速度信息
velocity_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);
}
void move(double speed, double distance, bool isForward)
{
// 初始化速度消息
geometry_msgs::Twist vel_msg;
vel_msg.linear.x = abs(speed);
if (isForward)
{
vel_msg.linear.x = abs(speed);
}
else
{
vel_msg.linear.x = -abs(speed);
}
vel_msg.linear.y = 0;
vel_msg.linear.z = 0;
vel_msg.angular.x = 0;
vel_msg.angular.y = 0;
vel_msg.angular.z = 0;
double t0 = ros::Time::now().toSec();
double current_distance = 0;
ros::Rate loop_rate(10);
while (current_distance < distance)
{
velocity_pub.publish(vel_msg);
double t1 = ros::Time::now().toSec();
current_distance = speed * (t1 - t0);
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();
}
// 停止小乌龟运动
vel_msg.linear.x = 0;
velocity_pub.publish(vel_msg);
}
void rotate(double angular_speed, double angle, bool clockwise)
{
// 初始化速度消息
geometry_msgs::Twist vel_msg;
vel_msg.linear.x = 0;
vel_msg.linear.y = 0;
vel_msg.linear.z = 0;
vel_msg.angular.x = 0;
vel_msg.angular.y = 0;
if (clockwise)
{
vel_msg.angular.z = -abs(angular_speed);
}
else
{
vel_msg.angular.z = abs(angular_speed);
}
double current_angle = 0.0;
double t0 = ros::Time::now().toSec();
ros::Rate loop_rate(10);
while (current_angle < angle)
{
velocity_pub.publish(vel_msg);
double t1 = ros::Time::now().toSec();
current_angle = angular_speed * (t1 - t0);
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();
}
// 停止小乌龟旋转
vel_msg.angular.z = 0;
velocity_pub.publish(vel_msg);
}
void poseCallback(const turtlesim::Pose::ConstPtr &pose_msg)
{
this->pose = *pose_msg;
}
private:
ros::NodeHandle n;
ros::Publisher velocity_pub;
ros::Subscriber pose_sub;
turtlesim::Pose pose;
};
int main(int argc, char **argv)
{
// 初始化ROS节点
ros::init(argc, argv, "turtle");
Turtle turtle;
double speed, angular_speed;
double distance, angle;
bool isForward, clockwise;
cout << "请输入线速度:";
cin >> speed;
cout << "请输入角速度:";
cin >> angular_speed;
cout << "请输入距离:";
cin >> distance;
cout << "是否前进?(1为前进,0为后退):";
cin >> isForward;
cout << "请输入旋转角度:";
cin >> angle;
cout << "是否顺时针旋转?(1为顺时针,0为逆时针):";
cin >> clockwise;
turtle.move(speed, distance, isForward);
turtle.rotate(degree2radian(angular_speed), degree2radian(angle), clockwise);
// 输出小乌龟的位置信息
ROS_INFO("Turtle position: (%.2f, %.2f)", turtle.pose.x, turtle.pose.y);
ROS_INFO("Turtle orientation: %.2f", turtle.pose.theta);
return 0;
}
```
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